|
|
Главная » 2010 » Февраль » 21 » Измерение крутящего момента двигателя
23:55 Измерение крутящего момента двигателя |
Момент на валу работающего двигателя определяют либо путем измерения равного ему момента реакции статора тормоза, либо путем измерения угла закручивания соединительного вала под действием передаваемого момента. В любом случае испытатели сталкиваются с определенными трудностями в получении достоверных результатов измерений в связи с тем, что динамометры тормозных установок действуют в условиях повышенной вибрации и резко изменяющихся нагрузок, граничащих иногда с ударными, особенно на неустановившихся режимах работы двигателя внутреннего сгорания.
Для определения величины крутящего момента, развиваемого испытуемым двигателем, используют различные механические, гидравлические и электрические динамометры. Структурная схема их, так же как и других из мерительных устройств, состоит из первичного, промежуточного и выходного звеньев. По самому характерному из звеньев и классифицируют разновидности динамометров. Часто только это характерное звено и считают динамометром, что не является правильным.
Механические динамометры находят самое широкое применение. Выполняют их в виде рычажных систем с маятниковыми, реже с пружинными весами. Ранее для этих целей в основном служили многорычажные весы десятичного типа. И теперь они находят еще применение при испытании мощных тихоходных стационарных двигателей .
Динамометр с рычажными весами Поскольку такие весы не реверсивны, то в промежуточном звене динамометра предусматривают специальное реверсное устройство, работающее следующим образом. Когда сила Р, приложенная к рычагу тормоза, направлена вверх, то, действуя на тягу 8, через рычаг 7 она передается на тягу 6, перемещая ее вниз, а через рычаг 5 и тягу 4 нагружает коромысло 2 весов. При направлении вниз сила Р, минуя реверсное устройство, непосредственно действует на тягу 6 в том же направлении, нагружая, следовательно, коромысло весов независимо от направления вращения ротора, тормоза. Груз 3 обеспечивает уравновешивание коромысла весов при положении гири \ на нулевом делении ее идеалы, а уравновешивание силы Р и определение ее величины достигают путем перемещения гири / по коромыслу. В современных весовых устройствах этого типа гирю-рейтер / перемещают с помощью специального следящего механизма, позволяющего автоматически уравновешивать нагрузку и вести дистанционное наблюдение за показаниями весов.
Чтобы уменьшить потери на трение, рычажную систему выполняют на призмах, чувствительных к толчкам и подверженных износу. Поэтому в нерабочем состоянии и особенно при пуске двигателя рекомендуется блокировать рычажную систему специально предусмотренным для этого устройством.
Точность и чувствительность рычажных весов значительно превосходят требуемые от механизмов для определения усилия на рычаге тормоза. Однако надежность и маневренность их невелики даже с наличием автоматической следящей системы. Поэтому в лабораториях автомобильных и тракторных двигателей исключительное предпочтение отдают менее точным и не. столь чувствительным, но более прочным, быстродействующим и стабильным в отношении показаний маятниковым весам и основанным на них динамометрам.
Маятниковые динамометры отличаются компактностью, наглядностью, простотой в эксплуатации и позволяют автоматически, не перемещая гирю-груз, уравновешивать действующую силу Р.
Маятниковые весы не искажают показаний под влиянием остаточных деформаций, как, например, пружинные, и, будучи реверсивными позволяют измерять нагрузку при любом направлении вращения ротора тормоза. Обладая свойствами поглощать незначительные колебания, маятник не затрудняет отсчета при случайных колебаниях нагрузки, что присуще рычажным весам. Но так же, как и для других аналогичных приборов, для них важно уменьшение трения в сочленениях и уравновешивание собственного веса тяг маятника.
Однако в таком простейшем исполнении маятниковый механизм не совсем удобен, так как имеет неравномерную шкалу отсчета. Поэтому для выравнивания отсчетной шкалы сектор-квадрант профилируют по закону r=a sin а/а, принимая а за исходную величину.
Динамометры с весовой головкой в сравнении с обычными маятниковыми обладают большей точностью измерения (погрешности не превышают 0,1-5-0,2%) и достаточно чувствительны, что позволяет применять их при выполнении научно-исследовательских работ.
Основу таких динамометров составляет весовая головка, чаще, всего двухмаятниковая, в сочетании с рычажными весами. Однако
двухмаятниковые головки не реверсивны, поэтому в промежуточное звено динамометра вводят такое же ревёрсное устройство, как в обычные динамометры с рычажными весами (см. рис. IV.2). В сущности динамометры с' весовой головкой представляют собой механизмы с рычажными весами, к коромыслу 1 которых подсоединена циферблатная весовая головка. Головка воспринимает только часть измеряемой силы, не уравновешиваемую передвижной гирей 2,. и благодаря этому позволяет наблюдать за изменением нагрузки в пределах ее циферблата. Гирю 2 используют иногда для расширения диапазона измерений, как, например, в весовых устройствах типа ВКМ.
Весовые головки с циферблатным отсчетным устройством удобны и весьма надежны в эксплуатации, хотя требуют тщательной защиты их сочленений и шарниров от влаги и пыли и еще более тщательного устранения в них люфтов.
Чтобы обеспечить необходимую точность измерении, весовые устройства выбирают, сообразуясь с мощностью испытуемого объекта. Так, весовые устройства типа ВКМ снабжают циферблатными головками, позволяющими измерять усилия до 10, 25, 40, 80 и 120 кгс и более, а использование передвижной гири 2 расширяет пределы измерения ими до 20, 40, 50, 100 и 170 кгс . Выбор нужной единицы измерения в кгс или кгс-м зависит от того, какая из них была положена в основу градуировки шкалы весового устройства тормоза. Цена деления шкалы весовой головки может выражать как доли произведения Р1, так и Р. Иногда на циферблат наносят одновременно обе шкалы.
Конструкция весовых головок, как правило, допускает поворачивание их около вертикальной оси в любое положение. Это позволяет наблюдать за показаниями под наиболее выгодным углом зрения независимо от места нахождения испытателя. Сравнительно большие размеры циферблата и отсчетных делений не затрудняют наблюдений даже на некотором расстоянии. При необходимости применяют подсветку циферблата лампочками, используют бинокли, а также специальные оптические устройства с аналогово-цифровыми преобразователями, с помощью которых обеспечивается надежная дистанционная передача или считывание показаний.
Гидравлические динамометры, или месдозы, как именуют их часто по названию основного измерительного звена, отличаются подкупающей простотой.
Основу их составляет корпус 5, заполненный жидкостью и закрытый упругой диафрагмой 4, уплотняемой с помощью прижимного кольца 2. На диафрагму давит поршень 3 под действием измеряемой силы Р, а возникающее давление фиксируется манометром 6.
При измерении давлений до 10 кгс/см2 диафрагму месдозы изготовляют из высокопрочной прорезиненной ткани толщиной 0,3-0,8 мм или из берйллиевой бронзы толщиной 0,05-0,06 мм, имеющей линейную характеристику и не отягощенной гистерезисными явлениями. Для измерения более высоких давлений применяют маслобензостойкую резину толщиной 2-3 мм или тонколистовую сталь. В качестве рабочей жидкости используют различные масла, технический глицерин и другие жидкости.
Непроточные месдозы кроме простоты отличаются широким диапазоном измерения включая очень высокие давления. Однако на показания месдоз существенное влияние оказывает температура окружающей среды вследствие того, что объемный коэффициент расширения жидкостей больше, чем у металлов. При изменении внешних условий из жидкости может к тому же освобождаться воздух, который растворяется в ней в количестве примерно до 10% при нормальных условиях, а С увеличением давления растворимость его возрастает по линейной зависимости. Поэтому перед каждым испытанием месдозу необходимо тарировать и возможно чаще проливать, используя для этого краны.
Указанные недостатки непроточных месдоз удается устранить путем использования более сложных гидравлических устройств, так называемых проточных и компенсационных диафрагменных месдоз.
Электрические динамометры в общем случае представляют собой приборы, в которых деформация упругого элемента вызывает изменение определенного электрического параметра, положенного в основу измерения, крутящего момента или окружного усилия.
Для этих целей пригодны многие из рассмотренных выше электрических методов измерений неэлектрических величин, функционально связывающих измеряемые величины с посылаемыми в измерительную цепь. Но в практике испытания двигателей чаще других используют измерительные преобразователи, основанные на изменении омического сопротивления, емкости, индуктивности, индукционное и фотоэффекта под действием входной неэлектрической величины. Входной механической величиной служат при этом скручивание соединительного вала тормозной установки, угловое перемещение деталей измерительных муфт или же деформация упругого элемента, так называемого динамометрического звена, на которое действует рычаг тормоза. Чаще других используют способ, связанный с измерением угла закручивания соединительного вала. Динамометры этого типа называют также торсионными.
|
|
Категория: Двигатели внутреннего сгорания |
Просмотров: 3682 |
Добавил: Serg
| Рейтинг: 1.3/3 |
Добавлять комментарии могут только зарегистрированные пользователи. [ Регистрация | Вход ] |
|
|
