Измерение частоты вращения коленчатого вала двигателя

Для определения мощности, развиваемой двигателем, кроме кру­тящего момента необходимо знать частоту вращения коленчатого ва­ла. Последняя измеряется с помощью электронного счетчика оборотов ЦАТ-ЗМ.

Принцип работы электронного счетчика, используемого в учебной лаборатории двигателей, состоит в следующем.

Рис.5. Схема измерения частоты вращения коленчатого вала. 1 – источник света; 2 – диск; 3 – вал; 4 – фотодиод; 5 – формирователь импульсов света; 6 – электронный счетчик.

Сфокусированный световой поток от осветителя 1 (рис.5) на­правляется на поверхность непрозрачного диска 2, в котором имеется прорезь, Диск установлен на валу 3 испытуемого двигателя. Импульс света от осветителя 1 периодически попадает на рабочую поверхность светочувствительного элемента через прорезь в диске. В качестве светочувствительного элемента 4 используется германиевый фотодиод ФД-ЗА. Работа светочувствительного элемента основана на преобразовании промодулированных импульсов светового потока в электрические импульсы (фотоэлектрический эффект). Частота сле­дования импульсов пропорциональна частоте вращения вала двигате­ля. Под действием импульсов светового потока изменяется электри­ческий ток во внешней цепи прибора, что вызывает кратковременное падение напряжения. Получаемые импульсы напряжения подаются на формирователь 5, где усиливаются и формируются в прямоугольные импульсы. Электрические импулъсы с выхода формирователя подаются на вход электронного частотомера 6, который регистрирует на циф­ровом табло число этих импульсов за фиксированный промежуток вре­мени.

Системы для измерения основных показателей дизеля

Исследование отработавших газов (ОГ) осуществляется пятикомпонентным газоанализатором 11 “Автотест 02 СО-СО₂-СН-О₂-NО_х-λ-Т”. Дымность ОГ определяется прибором ИДС-3С, который состоит из дымомера 6 (первичный измерительный преобразователь) и пульта управления 5 (электронный блок). Приемные устройства газоанализатора и измерителя дымности установлены в выпускной трубе 16.

Измерение температуры отработавших газов дизеля проводится цифровым мультитестером ДТ-838 с термопарой. Термопара установлена в выпускной трубе 16 рядом с выпускным клапаном. Значения температур ОГ используются при оценке теплового баланса двигателя.

Расходы топлива и воздуха, потребляемые дизелем, определяются интегрально. Обусловлено это тем, что изменение количества токсичных веществ в отработавших газах происходит не мгновенно, а за определенный промежуток времени. Поэтому рассчитываются осредненные значения этих показателей. Расход воздуха определяется роторными счетчиками газа 14. Измерение расхода топлива проводится весовым методом. Топливо из емкости 13 в топливный насос высокого давления 7 подается самотеком. Формула для вычисления часового расхода топлива имеет вид

G_Т = 3,6·Δ G_Т/τ_Т,

где G_Т – расход топлива, кг/ч; Δ G_Т – мерная доза топлива, г; τ_Т – время расходования мерной дозы, с.

Для регистрации относительной влажности, давления и температуры атмосферного воздуха используются барометр и термометр.

 

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №9.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ УДЕЛЬНЫХ ВЫБРОСОВ ТОКСИЧНЫХ КОМПОНЕНТОВ С ОТРАБОТАВШИМИ ГАЗАМИ ДИЗЕЛЯ

Цель работы: изучение нормируемых токсичных компонентов в ОГ двигателей, определение удельных выбросов токсичных веществ с ОГ дизеля.

Теоретическая часть

В ОГ двигателей нормируются следующие токсичные компоненты:

- окислы азота NO_x;

- оксид углерода CO;

- углеводороды С_xH_y;

- твердые частицы PM (сажа С).

Таблица 1.

Компонент, % по объему	ДВС с искровым зажиганием	Дизель
Азот	74 – 77	74 – 78
Кислород	0,3 – 10	2 – 18
Водяной пар	3,0 – 5,5	0,5 – 9,0
Диоксид углерода	5 – 12	1 – 12
Оксид углерода	0,5 – 12	0,005 – 0,4
Оксиды азота	0,01 – 0,8	0,004 – 0,5
Углеводороды	0,2 – 3,0	0,009 – 0,3
Альдегиды	До 0,2	0,001 – 0,009
Сажа, г/м3	До 0,004	0,01 – 1,1
Бенз(α)пирен, мкг/м3	До 25	До 10

Сравнение вредности этих веществ приблизительно следующее:

CO: CH: NO_x: C = 1: 3,16: 41,1: 41,1

Образование окислов азота обусловлено окислением азота воздуха кислородом воздуха под воздействием высокой (не менее 2000 К) температуры в зоне продуктов сгорания.

Оксид углерода – продукт неполного сгорания топлива.

Источником углеводородов в отработавших газах является процесс разложения углеводородов топлива и масла в зонах пониженных температур, в основном – в пристеночных слоях камеры сгорания, а также подтекания топлива из распылителя.

В таблице 1 показано объемное содержание компонентов в отработавших газах ДВС.