Термодинамика

ТЕРМОДИНАМИКА

SAD/CT - Система сбора данных для исследования термодинамического цикла двигателей внутреннего сгорания – код 914381

1. Общая информация

Компьютерная система сбора данных SAD/CT служит для изучения в реальном режиме времени термодинамического цикла бензиновых и дизельных двигателей.

Она основана на использовании измерительных преобразователей давления внутри цилиндра и угла поворота коленвала, аналого-цифровом преобразовании электрических сигналов, передаваемых измерительными преобразователями и их последующей обработке на IBM-совместимом ПК.

Система позволяет получать и отображать на ПК значения давления как функции угла поворота коленвала и объема камеры сгорания, с тем чтобы построить диаграмму цикла и сравнить ее с идеальными эталонными термодинамическими циклами.

Возможность сохранения данных, полученных в ходе испытаний, позволяет легко сравнить различные условия работы, тем самым позволяя студентам получить хорошее понимание связи между условиями работы двигателя и термодинамическим циклом в камере сгорания.

Система предназначена для совместного использования с испытательными стендами двигателей Didacta T85D, T101D, T113D, чьи характеристики приведены в соответствующих каталогах, но ее также можно установить на различных испытательных стендах, имеющихся у пользователя, при надлежащем учете соответствующих технических характеристик.

Систему также можно интегрировать в SAD/End, систему автоматического сбора данных для двигателей внутреннего сгорания, что позволит проводить дополнительные динамические испытания двигателя.

2. Комплектация

В состав системы входит:

·  комплект электронных датчиков для применения на испытательном стенде бензиновых и дизельных двигателей, для сбора значений давления в цилиндре и углового положения коленвала;

·  устройство обработки сигналов и аналого-цифровой преобразователь;

·  программное обеспечение для сбора и анализа данных, работающее в ОС MS-Windows.

3. Характеристики

Комплект электронных датчиков

В комплект входят следующие электронные датчики:

·  пьезоэлектрический высокотемпературный датчик давления для измерения давления в цилиндре p, с диапазоном измерений от 0 до 200 бар;

·  специальная свеча зажигания для бензиновых двигателей, внутри которой может находиться датчик давления (зависит от конструкции оригинальной свечи зажигания для конкретного двигателя);

·  адаптер запального типа для дизельных двигателей, внутри которого может находиться датчик давления;

·  датчик углового положения оптического типа (аналого-цифровой преобразователь) для измерения углового положения коленвала q в градусах, с диапазоном измерений от 0 до 360° и разрешением 1 градус, устанавливается на тормоз-замедлитель в выпускной системе двигателя.

Измерительные преобразователи можно устанавливать с максимальным удобством, без внесения каких-либо изменений в конструкцию двигателя.

Устройство обработки сигналов и аналого-цифровой преобразователь

Данное устройство подает питание на измерительные преобразователи и осуществляет обработку электрических сигналов этих датчиков для последующего преобразования в аналогово-цифровом преобразователе.

Аналого-цифровой преобразователь работает очень быстро, т. к. он должен работать при достаточной высокой частоте дискретизации по сравнению со скоростью вращения коленвала. Используется профессиональная 12-битовая плата, оснащенная внутриплатной памятью и цифровым обработчиком сигналов (DSP), который можно легко подключить к ПК через параллельный порт.

Программное обеспечение сбора и обработки данных

Программное обеспечение сбора и обработки данных работает в ОС MS-Windows и очень удобно в работе.

ПО позволяет строить на экране в режиме реального времени диаграммы для выбранного цикла, т. е. диаграммы давления в камере сгорания как функцию угла поворота коленвала p = p(q) (ирс. 1), либо как функцию объема самой камеры p = p(v) (рис. 2).

Кроме того, ПО позволяет обрабатывать полученные данные для оценки основных параметров камеры сгорания – например, максимальное давление pmax, соответствующий угол поворота коленвала qpmax, максимальное значение первой производной от давления как функции угла поворота коленвала [dp(q)/dq]max и т. д.

Полученные данные и определенные таким образом параметры можно сохранить в файле в формате ASCII для последующего их экспорта в другие программы, либо для повторного использования в будущем.

При сохранении полученных циклов можно сравнивать постепенное изменение давления по следующим циклам, показывая циклический разброс и постепенное изменение давления при различных условиях работы. Это помогает получить хорошее понимание связи между условиями работы двигателя и термодинамическим циклом в камере сгорания.

Полученные данные и графики можно анализировать на экране или распечатать на принтере. Для каждого графика можно изменить масштаб, выполнять измерения с помощью курсора и выбирать различные опции отображения.

4. Эксперименты

·  Просмотр в режиме реального времени постепенного изменения давления в камере сгорания как функции угла поворота коленвала p = p(q).

·  Просмотр в режиме реального времени постепенного изменения давления в камере сгорания p = p(v) как функции объема камеры.

·  Просмотр и сравнение постепенного изменения давления в камере сгорания в различных циклах (циклический разброс).

·  Сравнение указанных циклов, определенных экспериментально, и соответствующих идеальных эталонных термодинамических циклов.

-  Последующее уточнение данных, собранных программным обеспечением.

-  Оценка указанного среднего давления pmi.

-  Оценка органической эффективности.

-  Исследование и определение основных параметров, характеризующих процесс сгорания и постепенное изменение давления в цилиндре, например:

-  максимальное давление в цикле pmax;

-  угол поворота коленвала, соответствующий максимальному давлению qpmax;

-  максимальное значение первой производной от давления по отношению к углу поворота коленвала в цикле [dp(q)/dq]max.

5. Минимальная конфигурация персонального компьютера

·  IBM-совместимый ПК с процессором Pentium или мощнее, жестким диском объемом не менее 10 ГБ и CD-приводом, видеокартой SVGA с разрешением 800x600, мышью, не менее 32 MБ ОЗУ, параллельным портом.

·  MS-Windows 98 или более поздняя версия.

·  Принтер.

6. Необходимые коммуникации

·  Электропитание: 220/240 В однофазное, 50/60 Гц, 0,2 кВт

7. Вес и размеры

·  Размеры: 550 x 360 x 350 (выс) мм

·  Вес: 15 кг

Рис.1 - Постепенное изменение давления в камере сгорания как функция угла поворота коленвала p = pq.	Рис.2 - Постепенное изменение давления в камере сгорания как функция объема самой камеры p = p(v).