Основы научных исследований и испытаний двигателей (стр. 6 )

-  используя полученную формулу, а также таблицу случайных чисел для функции (т. к. изменяется от 0 до 1), составляем выборку случайной величины амплитуды момента сопротивления
. Случайные числа приравниваем к величинам функции распределения и по приведенной выше формуле определяем выборку . Эта выборка будет использоваться для составления программы стендовых испытаний двигателя.

Аналогичными рассуждениями для того же количества периодов могут быть получены выражения для функции распределения круговой частоты (угловой скорости) и круговой частоты. Для реализации стохастических испытаний двигателей тормозной стенд имеет автоматически моделирующую систему управления (АМСУ) , блок-схема которой показана на рис. 2.10.

Рис. 2.10 Блок-схема тормозного стенда для стохастических испытаний двигателя

Генератор случайных процессов формирует сигналы управления: – задающее воздействие по скорости; – возмущающее воздействие со стороны нагрузки. Вероятностные характеристики этих сигналов управления соответствуют характеристиками возмущения, действующих на двигатель при его эксплуатации в данных условиях.

Стендовые системы управления ( и ) воздействуют на орган задания регулятора скорости и регулирование тормозного устройства в соответствии с сигналами ГСП.

2.5.2.  Ускоренные испытания на надежность по ОСТ 23.3.21-87

Проведение этих испытаний предусмотрено также ГОСТ 18509-88. При испытаниях используется автоматизированный стенд с воспроизведением циклов нагружения длительностью 6 минут для тракторных и 17 минут – комбайновых дизелей. Время работы на циклах определяется по выражению

где – заданный технический ресурс до первого капитального ремонта (для комбайновых дизелей ); – коэффициент ускорения, для тракторов общего назначения, для комбайнов. Ускорение испытаний достигается формировкой дизеля по цикловой подаче и частоте вращения вала на 5%, а также за счет периодического ступенчатого изменения нагрузки через каждые 10 с по циклограмме нагружения (рис 2.11).

Периодическое изменение нагрузки (с периодом около 10 с) в пределах от крутящего момента на номинальном режиме до максимального крутящего момента достигается периодическим изменением положения рукоятки распределителя гидросистемы. В результате этого колебания нагрузки в пределах перелаются от гидросистемы на носок коленчатого вала.

Для контроля циклов нагружения должно быть обеспечено измерение частоты вращения и крутящего момента с дискретностью не более 0,1 с, регистрация отметок времени через 1 с. Должна быть обеспечена регистрация фиксированных положения рычага регулятора топливного насоса.

Кроме роботы на циклах определяются регуляторная характеристика, расход масла на угар и другие работы. При осмотре, обкатке и испытаниях регистрируются все отказы, неисправности и наработка на циклах при их возникновении.

После окончания испытания выполняется разборка двигателя для оценки технического состояния деталей и микрометража (по ). Определение показателей долговечности дизелей выполняется по .

Рис. 2.11 циклограмма нагружения тракторного дизеля:

– выход с холостого хода на режим максимального крутящего момента; – выход с номинального режима на режим холостого хода ; – выход с режима на режим

2.6.  Детонационные испытания

Детонационные испытания проводятся с целью определения необходимого для данного двигателя вида топлива по детонационным свойствам (оценка детонационных требований двигателя), а также с целью оценки детонационной стойкости топлива.

Виды детонационных испытаний:

1.  стендовые на установившихся режимах работы;

2.  дорожные на неустановившихся режимах;

3.  ускоренные дорожные .

Детонационную стойкость топлива (октановое число) оценивают на специальных одноцилиндровых установках при работе на строго нормированных режимах. Применяются два метода определения октанового числа: моторный и исследовательский . Испытания по исследовательскому методу проводятся при менее напряженном режиме работы двигателя, и октановое число топлива получается выше, чем при испытаниях по моторному методу .

Стендовые детонационные испытания проводятся с целью получения детонационных характеристик, по которым определяются требуемый вид топлива и в каких пределах должен быть отрегулирован угол опережения зажигания для работы без детонации.

Детонационной характеристикой называется зависимость наименьшего октанового числа топлива, при котором двигатель работает на границе детонации при полном открытии дроссельной заслонки, от частоты вращения колончатого вала.

Стенд для испытаний должен обеспечивать возможность подачи к карбюратору эталонных топлив из сменных бачков, позволять изменять угол опережения зажигания в широких пределах (от -20 до +80 град ПКВ), а измерения угла опережения должны проводится с точностью до 1 град ПКВ. Методика детонационных испытаний регламентирована .

Основным содержанием стендовых детонационных испытаний является получение итоговой детонационной характеристики. Она получается в несколько этапов:

1)  получение характеристики оптимальных углов опережения зажигания в зависимости от частоты вращения путем обработки регулировочных характеристик по углу опережения зажигания при полной нагрузке для нескольких частот вращения колончатого вала, равномерно распределенных от минимальной до номинальной . Испытания проводятся на топливе, обеспечивающем бездетонационную работу двигателя при оптимальных углах зажигания. При получения характеристики оптимальных углов опережения зажигания кроме оптимальных углов определяют углы зажигания, при которых происходит падение мощности на 1, 2, 4, 6, 8 и 10% наибольшего значения по данной характеристике. Эти данные будут использованы при получении детонационных характеристик;

2)  получение первичной детонационной характеристики двигателя на смесях эталонных топлив при полной нагрузке. Должно быть не менее четырех эталонных смесей с октановыми числами от 50 до 100. Для каждой эталонной смеси при четырех частотах вращения от до определяют углы зажигания, при которых начинает слабо прослушиваться детонация (рис. 2.12). Для этого может быть использован осциллограф с пьезокварцевыми датчиками, установленными на головку цилиндров двигателя. Примерный вид первичной детонационной характеристики приведен на рис. 2.12, где приведены значения угла зажигания , при котором начинается детонация, в зависимости от частоты вращения для эталонных смесей с октановыми числами 50, 70, 90 и 100;