Обкаточно-тормозной стенд дизеля. Устройство

Обкаточно-тормозные стенды относятся к классу испытательного оборудования и предназначены для тестирования дизелей, КПП, гидропередач и спецагрегатов.

Обкаточно-тормозные стенды используются обычно на больших технических центрах для проведения различного рода испытательных процедур. Наиболее часто обкаточные стенды необходимы в эксплуатирующих организациях, имеющих большой парк техники и проводящих средний и капитальный ремонт своими силами, а также выполняющих послеремонтную обкатку указанной техники.

Послеремонтная обкатка обеспечивает увеличение ресурса обкатываемых агрегатов более чем на 80%. Очевидно, что приобретение этого вида ремонтного оборудования для предприятий, производящих ремонт и обкатку различных агрегатов, является весьма актуальным вопросом.

Обкаточно-тормозные стенды для испытаний и послеремонтной обкатки дизелей в настоящее время в России практически не производятся. Особенно это касается дизелей с мощностями более 250 кВт.

Так, например, серия обкаточных стендов КС276 предназначена для дизелей автомобилей и тракторов мощностью не более 250кВт, обеспечивает нагружение дизеля только в процессе его динамического разгона и торможения электродвигателем малой мощности (20…55 кВт - в зависимости от типа дизеля).

Стенды 1970…1980г.г. на основе электрических двигателей постоянного тока производства ГДР (SAK- 670) и Чехословакии (MS-637) выработали свой ресурс. Новые испытательные стенды (тормозного устройства на основе электродвигателя постоянного тока) чешской фирмы MTZSERVIS (VESELIN) имеют крайне высокую стоимость. Измерительное оборудование для стенда приобретается фирмой MTZSERVIS у фирмы AVL.

В большинстве случаев для проведения послеремонтной обкатки ДВС универсальный обкаточный стенд должен обеспечивать возможность работы в следующих режимах:

- холодная обкатка;

- "горячая" обкатка без нагрузки;

- "горячая" обкатка с нагрузкой 5…100% номинальной мощности (момента).

В настоящее время обкаточно-тормозные стенды должны иметь тормозное устройство на базе асинхронного электродвигателя (АЭД) переменного тока, управление которым осуществляется серийно выпускаемыми преобразователями частоты, имеющими интерфейс с компьютером. При этом, в отличие от стендов с нагрузочным генератором, обеспечивается возможность запуска дизеля от АЭД стенда, а не от стартера и проведение холодной обкатки с использованием АЭД. Большинство электроприводов постоянного тока заменяется на электропривода переменного тока.

Как правило, современный стенд состоит из следующих основных частей:

- тормозного устройства, позволяющего регулировать тормозной момент на валу ДВС;

- компьютерной системой или пультом управления стендом, системой контроля и регистрацией параметров технического состояния ДВС;

- установочной рамы с узлами монтажа ДВС и тормозного устройства;

- системы питания дизеля воздухом и удаления отработавших газов;

- топливной системы питания дизеля;

- масляной системой питания дизеля;

- водяной системы охлаждения дизеля;

- систем регулирования температуры масла и охлаждающей жидкости.

Часто в целях экономии средств изготовление и монтаж установочной рамы и вспомогательных систем производится силами Заказчика.

Наша фирма разработала и поставляет современный тип обкаточно-тормозных стендов, которые обеспечивают испытание дизелей грузовых и легковых автомобилей, строительно-дорожных машин, тепловозов, спецагрегатов. Основной отличительной особенностью стендов является использование в качестве привода при холодной обкатке и в качестве тормозного (нагрузочного) устройства при "горячей" обкатке под нагрузкой одного АЭД управляемого преобразователем частоты. При динамическом торможении, когда АЭД работает при "горячей" обкатке в генераторном режиме, энергия вращения преобразуется в электрическую энергию, которая подается на тормозные резисторы, где рассеивается в виде тепла или передается через рекуператор в промышленную сеть.

Фирма производит обкаточно-тормозные стенды (рис.1) для испытания дизелей мощностью 150…3000 кВт двух типов: без рекуперации электрической энергии (тип A) и с рекуперацией электрической энергии (тип Б). Стенды разных типов различаются наличием; а также схемой подключения.

Стенды позволяют регистрировать нагрузочный момент (по току АЭД) с точностью 2…3% и частоту вращения без использования дорогостоящих датчиков крутящего момента (точность до 0.1%);

Система управления и регистрации стендов включает в себя:

- асинхронный электродвигателем (АЭД);

- частотный преобразователь для управления АЭД;

- частотный преобразователь, обеспечивающий регулируемое преобразование энергии торможения АЭД тормозными резисторами в тепло - для типа A или рекуператор для возврата электрической энергии торможения в электрическую сеть - для типа Б;

- комплект датчиков и устройства преобразования их сигналов;

- компьютер и специализированное программное обеспечение для управления режимами обкатки дизеля, регистрации параметров и протоколирования результатов испытаний.

К недостаткам стендов типа А следует отнести дополнительные расходы на электроэнергию, расходуемую при преобразовании в тепло, а также в связи с этим необходимость относительно большого помещения и дополнительных устройств для отвода тепла с тормозных резисторов.

Стенды типа Б обеспечивают возврат электрической энергии торможения в электрическую сеть с кпд не менее 90%. Стенды без рекуперации дороже стендов с рекуперацией на 20…40%. Поэтому данный тип стендов более востребован.

Управляющая система имеет существенное отличие от аналогичных систем, так как она обеспечивает управление режимами работы стенда при постоянных значениях момента или частоты вращения коленчатого вала в ручном и автоматическом режиме обкатки ДВС.

Измерение параметров технического состояния осуществляется с помощью датчиков, имеющих аналоговый или цифровой выходной сигнал. Сигналы с датчиков поступают в контроллер, подключаемый к персональному компьютеру.

Результаты измерений, технологические указания по режимам обкатки, нормативные значения контролируемых параметров в графическом и табличном виде отображаются на мониторе компьютера. Вид представления визуальной информации и форма результирующего протокола испытаний согласуется с Заказчиком.

Программа контролирует измеряемые параметры и действия оператора - при выходе за допустимые диапазоны значений выдает соответствующие предупреждающие сигналы и команды на управляющую систему, вплоть до остановки стенда.

Для мощностей стендов 400…500 кВт может быть использована промышленная трехфазная сеть 220х380В, для мощностей 600…2500 кВт требуется уже трехфазное напряжение 400х690В, для мощностях 3000 кВт и более необходимо использовать асинхронные двигатели, напряжение питания которых 1000В, 3000В, 6000В и даже 10000В.

При мощности электропривода выше 400кВт электродвигатели изготавливаются заводами - производителями только под заказ по договорной цене. Срок изготовления 3…5 месяца. Срок изготовления стенда 4…6 месяцев (в зависимости от модификации стенда). Гарантийные обязательства на стенд - 12 месяцев с момента сдачи стенда в эксплуатацию.

При приобретении обкаточных стендов определить характеристики необходимого оборудования без точного знания особенностей асинхронных электродвигателей, преобразователей частоты, вычислительной техники, датчиков и специфики регистрации их сигналов - задача весьма сложная.

Сотрудники нашего предприятия, имеющие большой опыт работы в области эксплуатации, ремонта и технического обслуживания машин, могут дать подробные консультации по выбору требуемого оборудования, монтажа и обслуживания, принять участие в подготовке и апробации методики послеремонтной обкатки ДВС. Некоторые наши предложения позволят сократить расходы в десятки раз - и благодаря своевременной консультации можно сэкономить весьма существенные средства.