Полная версия

Главная arrow Техника arrow Исследование охлаждения надувочного воздуха автомобильного двигателя на безмоторном стенде

  • Увеличить шрифт
  • Уменьшить шрифт


<<   СОДЕРЖАНИЕ

Средства измерения, метрологический анализ

Как было отмечено выше, стенд состоит из нескольких компонентов, каждая из которых имеет свои особенности и характеристики. Ниже приведены характеристики данных компонентов.

1. Охладитель наддувочного воздуха типа «воздух-воздух»

Ниже приведены характеристики двух ОНВ производства ООО Бугурусланский завод "РАДИАТОР", которые планируется использовать в стенде.

ОНВ 43085БР-1170300-01

Таблица 3.1 Технические характеристики

Избыточное давление наддувочного воздуха на входе в охладитель

200 кПа

Температура наддувочного воздуха на входе в охладитель

200 °C

Температура наддувочного воздуха на выходе из охладителя

35 °C

Расход наддувочного воздуха

0,433 кг/с

Температура охлаждающего воздуха

20 °C

Расход охлаждающего воздуха

3,0 кг/с

Аэродинамическое сопротивление наддувочного воздуха

7,5 кПа

Аэродинамическое сопротивление по охлаждающему воздуху

280 Па

Масса

10,5 кг

Размер сердцевины

620х503х70

ОНВ 53205БР-1170300

Таблица 3.2 Технические характеристики

Избыточное давление наддувочного воздуха на входе в охладитель

156 кПа

Температура наддувочного воздуха на входе в охладитель

120 °C

Температура наддувочного воздуха на выходе в охладитель

35 °C

Расход наддувочного воздуха

0,433 кг/с

Температура охлаждающего воздуха

20 °C

Расход охлаждающего воздуха

3,0 кг/с

Аэродинамическое сопротивление наддувочного воздуха

7,5 кПа

Аэродинамическое сопротивление по охлаждающему воздуху

280 Па

Масса

13,2 кг

Размер сердцевины

656х503х70

2. Расходомер наддувочного воздуха

Датчик расхода воздуха с цифровой индикацией для пневматических магистралей PFA_H, производства японской компании SMC. В таблице 2.3 приведены основные характеристики расходомера.

Таблица 3.3 Технические характеристики

Принцип действия датчика

Термоанеомометрический

Измеряемый диапазон расхода

0,01…0,245 кг/с

Время реакции

менее 1 с

Выходы

дискретный и аналоговый

3. Нагнетатель центробежный

Данный элемент будет разрабатываться отдельно, так как окончательная конфигурация модуля зависит от применяемого электродвигателя и мультипликатора, а также от требуемых параметров.

4. Аналого-цифровой преобразователь

LTR114 Универсальный прецизионный модуль АЦП с последовательным опросом каналов.

LTR114 Предназначен для прецизионной оцифровки сигналов с максимальной суммарной частотой преобразования АЦП до 4 кГц в широком диапазоне напряжений: от милливольтовых сигналов (например сигналов от термопар) до 10-вольтовых, а также для измерения сопротивлений одиночных тензо- и терморезисторов, термопар и потенциометрических датчиков. Адаптирован для работы не только с близко расположенными, но и с удаленными на десятки метров источниками сигналов.

Особенности изделия: * Вспомогательная программно управляемая сервисная функция проверки обрыва или короткого замыкания внешних сигнальных линий.

  • * Программно управляемая функция автокалибровки на основе встроенного высокостабильного источника опорного напряжения * Многомодульная синхронизация сбора данных по принципу “ведущий-ведомые”
  • * Отдельный измерительный канал для датчика температуры DS18S20 (например, для измерения температуры холодного спая термопар).

Таблица 3.4 Технические характеристики

Режим измерения напряжений

Число каналов АЦП

16 дифференциальных с последовательной коммутацией

Разрядность АЦП

24 бита

Поддиапазоны измерения входного сигнала

± 10 В; ± 2 В; ± 0,4 В (задаются независимо для каждого канала)

Максимальная частота дискретизации

4 кГц (суммарная для всех опрашиваемых каналов)

Входное сопротивление при одноканальном вводе

более 1 ГОм (во включенном состоянии)

Предельно допустимые напряжения на аналоговых входах (защита входов)

± 15 B

Пределы допускаемой основной приведенной (к конечному значению поддиапазона) погрешности измерения напряжений

±0,01%

Режим измерения сопротивлений

с использованием альтернативной программно-задаваемой.

конфигурации контактов входного разъема

до 8 каналов могут выполнять роль коммутируемого источника тока для 4-х проводной схемы измерения сопротивлений

Число каналов измерения сопротивлений

8 (4-х проводная схема подключения)

Диапазоны измерения сопротивлений

  • 1. 0…..400 Ом (при токе 1,0 мА)
  • 2. 0…..1200 Ом (при токе 0,33 мА)
  • 3. 0…..4000 Ом (при токе 0,1 мА)

Разрядность АЦП

24 бита

Максимальная частота дискретизации для режима измерения сопротивлений

  • 4 кГц (обычный режим измерения при постоянном токе)
  • 2 кГц (режим измерения при знакопеременном токе)

Пределы допускаемой основной приведенной (к конечному значению поддиапазона) погрешности измерения сопротивлений

±0,03%

Различное сочетание количества каналов измерений напряжения/сопротивления:

Входной коммутатор допускает различное сочетание количества каналов измерений напряжения/сопротивления. При этом один канал измерения тока использует контакты разъема, соответствующие двум каналам измерения напряжения (т.е. можно, например, включить 8 каналов измерения напряжения и 4 канала измерения сопротивлений).

Резервирование: Модуль позволяет осуществить дублированную (резервированную) схему подключения к источникам сигналов как в режиме измерения напряжений, так и в режиме измерения сопротивлений.

LTR-EU-2 2-местный портативный крейт с интерфейсами USB 2.0, Ethernet и источником питания.

Таблица 3.5 Технические характеристики

Тип конструкции

Портативная

Максимальное количество устанавливаемых модулей LTR

2

Питание крейта

Внешнее, в комплекте сетевой адаптер

Напряжение питания крейта

+12 В ( не стабилизированное в диапазоне от +11 В до +24 В)

Максимальная потребляемая мощность

8 Вт

Габариты крейта (без выступающих частей разъемов)

135x41x189 мм

Внутренняя архитектура

Интерфейсы

USB 2.0 High Speed

Fast Ethernet (100BASE-TX)

Максимальная скорость передачи данных

  • 16 MБ/с ( по USB 2.0 High Speed)
  • 10,0 MБ/с ( по Ethernet)

Опорный генератор крейта

  • * частота 60 МГц
  • * стабильность частоты ±50 ppm

Тип процессора

Сигнальный процессор Blackfin ADSP-BF537

Объем ОЗУ

32 MБ

Возможность обновления прошивок загрузочной Flash-памяти, ПЛИС

Есть

Дополнительная возможность низкоуровневого программирования

Предоставляется пользователю, имеется возможность подключения JTAG-эмулятора

Тип ПЛИС

EP1С30

  • * загружается при включении
  • * есть возможность пользовательского обновления

Гальваноизоляция крейта

Изоляция между клеммой заземления крейта и контактами разъемов модулей 820 В (напряжение переменного тока синусоидальной формы, частотой 50 Гц и средним квадратическим значением 820 В в течение 1 мин).

Flash-память данных

Несъемная 2 GB (опция)

Внешняя синхронизация

Количество входов синхронизации

2

Количество выходов синхронизации

2

Статические параметры входов синхронизации:

  • * Уровень логического "0", не более 0,5 В
  • * Уровень логической "1", не менее 2,4 В

5. ЭВМ

Ноутбук или стационарный компьютер, обладающий достаточной производительностью для обработки результатов.

6. Тепловизор

Приведены характеристики трех тепловизоров.

Теsto 875-1

Специальное программное обеспечение дает возможность параллельно анализировать несколько инфракрасных изображений и облегчает составление отчетов. Переключаемый температурный диапазон (от -20°С до +280°С) расширяет сферы применения тепловизора Testo 875-1, погрешность измерений при этом не превышает 2°С.

Запись данных измерений происходит на карту памяти SD, а для подключения тепловизора к компьютеру имеется разъем USB 2,0. 3,5 - дюймовый дисплей с разрешением 320х240 пикселей обеспечивает качественный вывод изображения. Дисплей способен отображать 4 цветовые палитры. Имеется функция отображения максимальной и минимальной температуры, центральной точки, а также настраиваемая компенсация температуры фона и ручная фокусировка. Минимальное фокусное расстояние составляет 10 см.

Таблица 3.6 Технические характеристики

Размер детектора

160 x 120 пикселей

качество снимка

NETD < 80 мK

стандартный объектив

32° x 23°

Минимальное фокусное расстояние

0,10 м

Автоматическое распознавание Хол/Гор точки

Есть

температурный диапазон

о -20°С - +280°С

Погрешность

±2 °C ±2% от изм. значения

Темп. хранения

-30 дo +60 °C

Рабочая температура

-15 дo +40 °C

Ресурс

4 ч

Габариты

152 x 108 x 262 мм

Вес

900 гр

SDS HotFind-E8 (160х120)

Высокоскоростной тепловизор с матрицей 160х120, с частотой кадров 50 Гц.

Таблица 3.7 Технические характеристики

Размер детектора

160 x 120 пикселей

стандартный объектив

20° x 15°

Минимальное фокусное расстояние

0,10 м

Спектральный диапазон

8~14 µm

температурный диапазон

о -20°С - +250°С

Погрешность

±2 °C ±2% от изм. значения

Минимально различаемая разность температур

0,10°C (при 30°C)

Темп. хранения

-40 °C ~ +70 °C

Рабочая температура

-15 °C ~ +50 °C

Ресурс

2,5 ч

Габариты

172 x 80 x 162 мм

Вес

500 гр

BALTECH TR- Zero

Таблица 3.8 Технические характеристики

Размер детектора

160 x 120 пикселей

стандартный объектив

21° х 16°

Минимальное фокусное расстояние

0,10 м

Спектральный диапазон

8~14 µm

температурный диапазон

о -20°С - +350°С

Погрешность

±2 °C ±2% от изм. значения

Минимально различаемая разность температур

0,10°C (при 30°C)

Темп. хранения

-40°C ? +40°C

Рабочая температура

-20°C ? +50°C

Ресурс

3 ч

Габариты

320 х 90 х 90

Вес

660 гр

Общий вид тепловизора приведен на рисунке 2.3.

7. Вентилятор осевой подачи атмосферного воздуха

Вентиляторы осевые ВО 12-330 общепромышленного назначения предназначены для перемещения воздуха и других газовых смесей, агрессивность которых по отношению к углеродистым сталям обыкновенного качества не выше агрессивности воздуха с температурой от -20°С до +40°С, не содержащих пыли и других твердых примесей в количестве более 10мг/м3, а также липких веществ и волокнистых материалов.

Таблица 3.9 Технические характеристики

относительный диаметр колеса

1,0

двигатель

АИР 71В4

мощность

0,75 кВт

частота вращения рабочего колеса

1500 об/мин

Параметры в рабочей зоне

Производительность

6,8-10,2 ·103 м3/час

Полное давление

306-200 Па

Масса вентилятора

27 кг

8. Датчик температуры

Термоэлектрические преобразователи ТХК -0292

Таблица 3.10 Технические характеристики

Измеряемые среды

Чистый воздух и инертные газы, за исключением серосодержащих и агрессивных веществ, вступающих во взаимодействие с материалом чувствительного элемента

Диапазон измерения

-40...+600 °С (t ном.= +450 °С)

Номинальные статические характеристики для ТХК-1

по ГОСТ Р 8.585

Класс допуска

1 или 2 (по ГОСТ 6616)

Устойчивость к механическим воздействиям

группа N2 по ГОСТ 12997

Устойчивость к температуре и относительной влажности окружающего воздуха

В4 по ГОСТ 12997

Ресурс, часов (при t изм.=t ном.)

не менее 8000 ч

Тип и исполнение датчиков: ТХК-0292

Конструктивные особенности: Бескорпусные, без головки, защитная арматура - керамические изоляторы. Термоэлектроды Ш 1,2 мм. Рабочий спай не изолирован. Не герметичны к измеряемой среде. Показатель тепловой инерции: не более 2с длина монтажной части L (длина |), мм: 1000,1250,1600,2000, 2500,3150,3550,4000.

Масса, кг: 0,095-1,76

Тип и исполнение датчиков: ТХК-0292К Конструктивные особенности: Бескорпусные, без головки, защитная арматура - керамические изоляторы. Термоэлектроды Ш 1,2 мм. Рабочий спай не изолирован. Не герметичны к измеряемой среде, но с клеммной колодкой. Термоэлектроды Ш 3,2 мм. Рабочий спай изолирован от измеряемой среды. Показатель тепловой инерции: не более 8с длина монтажной части L (длина |), мм: 320, 400, 500, 800, 1000, 1250, 1600, 2000.

Масса, кг: 0,115-0,602

  • 23. Савостин А.Ф., Тихонов А.М., Беляева Н.И. Интенсификация теплоотдачи в щелевых каналах охлаждения. Труды ЦИАМ №611, 1974, с.74-92.
  • 24. Расчет теплообменника: Метод. указания / Сост. А.Б.Мозжухин, Е.А.Сергеева. / Под ред. Н.Ц.Гатаповой. - Томбов. - ТГТУ, 2001. - 32с.
  • 25. Румянцев В.В., Кадышев В.Г., Маков И.П. Структурно-параметрическая оптимизация охлаждения лопаток ГТД на основе алгометрического синтеза моделей первого и четвертого уровней. "Совершенствование теории и техники тепловой защиты энергетических устройств", Тезисы докладов Республиканской научно-технической конференции. ИТТФ АН УССР (18-21 мая 1987г.), Киев, 1987, с.67.
  • 26. Румянцев В.В., Лиманский А.С. Теплогидравлический расчет охлаждения сопловой дефлекторной лопатки. - Межвуз. сб. научн.тр. «Высокотемпературные охлаждаемые турбины двигателей летательных аппаратов», Казан. авиац. ин-т, Казань, 1983, с. 38-44.
  • 27. Румянцев В.В., Ахметшин Е.А., Кузьмин И.А. Расчет охладителей наддувочного воздуха комбинированных ДВС с учетом изменения теплофизических свойств теплоносителей. - Сборник научных трудов международной конференции Двигатель-2010, посвященный 180-летию МГТУ им. Н.Э.Баумана // Под редакцией Н.А.Иващенко, В.А.Вагнера, Л.В.Грехова - М.: МГТУ им. Н.Э.Баумана, 2010, с.164-167.
  • 28. Савельев Г.М., Зайченко Е.Н. Турбокомпрессоры и теплообменники надувочного воздуха автомобильных двигателей: Учебное пособие для институтов повышения квалификации. - Ярославль: Верх.-Волж. кн. изд-во, 1983, - 96 с., ил.
  • 29. Румянцев Д.В. Влияние характеристик элементов системы воздухоснабжения на массовое наполнение цилиндров комбинированного двигателя внутреннего сгорания. - «III Камские чтения»: межрегиональная научно-пректическая конференция. 2011; Набережные Челны). В 3-х частях Часть 3.-с.130-131.
  • 30. Румянцев В.В., Ахметшин Е.А., Кузьмин И.А. Проектировочный расчет охладителей наддувочного воздуха с элементами структурно-параметрической оптимизации. Материалы Международной научно-технической конференции Ассоциации автомобильных инженеров (ААИ) "Автомобиле- и тракторостроение в России: приоритеты развития и подготовка кадров", посвященная 145-летию МГТУ "МАМИ" - М.: МГТУ «МАМИ», 2010, с.30-37.
  • 31. Румянцев В.В., Чернов К.В., Тиунов С.В. Теплогидравлический расчет ОНВ / Силовым агрегатам КамАЗ - высокую надежность: Сборник статей // Под общей редакцией А.А.Макушина, В.Г.Шибакова. - Наб. Челны: Изд-во Камского государственного политехнического института, 2005, с.44-45
  •  
    Перейти к загрузке файла
    <<   СОДЕРЖАНИЕ