Автоматизированная лаборатория для изучения дизельных двигателей АЛК Д1-ДВС

Назначение стенда:
Автоматизированная лаборатория предназначена для проведения лабораторных и ознакомительных работ по всему спектру дисциплин, изучающих дизельные двигатели внутреннего сгорания. Лаборатория состоит из лабораторной стендовой установки и компьютерного комплекса сбора данных и управления двигателем.

Стенд должен быть выполнен в виде напольной рамной конструкции, состоящей из следующих модулей: модуль ДВС, блок нагружения и модуль системы управления и анализа информации.
Модуль ДВС должен представлять собой одноцилиндровый поршневой 4-х тактный, дизельный двигатель, со стартерным пуском, с принудительным воздушным охлаждением и нижним расположением распределительного вала, установленный на силовую раму. Система питания дизельного двигателя топливом – насосного типа, без использования топливоподкачивающего насоса. Система питания дизельного двигателя топливом включает плунжерный топливный насос высокого давления с механическим приводом от коленчатого вала дизеля, фильтры очистки топлива, трубопроводы высокого давления и форсунку с гидравлическим управлением. Выходной вал двигателя должен быть соединен с электрогенератором, использующемся в качестве нагружателя. Генератор должен быть оснащен датчиком вращающего момента. Генератор должен быть соединен с блоком нагружения электрическим кабелем.

Блок нагружения должен представлять собой металлический короб с набором термоэлектрических нагревателей воздушного типа, суммарной мощностью превышающей паспортную мощность электрогенератора. Блок нагружения должен быть снабжен вентилятором для продувки термоэлектрических нагревателей и фланцем для подключения блока нагружения к вентиляционному каналу. Величина нагрузки, потребляемой блоком нагружения должна регулироваться бесступенчато во всем диапазоне потребляемой нагрузки.
Модуль системы управления и анализа информации должен состоять из комплекта датчиков, контроллера и ЭВМ со специальным программным обеспечением.

Комплект датчиков должен состоять из следующих элементов:

• Датчик массового расхода воздуха
• Датчик температуры воздуха во впускном трубопроводе двигателя
• Датчик разряжения во впускном трубопроводе двигателя
• Датчик температуры отработавших газов
• Датчик давления отработавших газов
• Датчик температуры масла в системе смазки двигателя
• Датчик положения топливной рейки топливного насоса высокого давления
• Датчик положения коленчатого вала двигателя
• Датчик вращающего момента на коленчатом валу двигателя
• Электронные весы, для определения массового расхода топлива

Информация с датчиков температур, давлений, усилий и положения коленчатого вала обрабатывается управляемыми усилителями. Данные  поступают в контроллер, который управляет усилителями и обменивается информацией с компьютером по шине USB 2.0.
Программное обеспечение должен предоставлять возможность сохранения мгновенных (текущих) показателей и результатов испытаний двигателя в файл носителя информации для последующей обработки. На монитор ЭВМ выводятся показатели и результаты испытаний дизельного двигателя.
Получение характеристик холостого хода двигателя должно выполняться при положении вентиля нагрузочного дросселя, соответствующем полному открытию.

Питание стенда осуществляется с использованием автоматических выключателей. Стенд должен иметь возможность подключения к контуру защитного заземления лаборатории.
Рама стенда должна иметь защитное порошковое покрытие.

Технические характеристики стенда:

№ п/п Наименование параметра Значение параметра
1 Двигатель: 1-цилиндровый четырёхтактный дизельный двигатель воздушного охлаждения Yanmar L70AE:
 Номинальная частота вращения коленчатого вала, мин–1 3000
 Мощность двигателя при 3000 об/мин, кВт 4,5
 Максимальная частота вращения коленчатого вала, мин–1 3600
 Мощность двигателя при 3600 об/мин, кВт 5
 Рабочий объем, см3   296
 Система пуска двигателя Электростартерная, с использованием аккумуляторной батареи.
 Система питания топливом Система топливоподачи насосного типа, с использованием плунжерного ТНВД с механическим приводом от коленчатого вала, форсунки с гидравлическим управлением и механическим всережимным регулятором частоты вращения коленчатого вала
 Система охлаждения Воздушная. Принудительного типа от крыльчатки маховика.
 Система смазки Комбинированная – с принудительной циркуляцией смазочного масла и разбрызгиванием. Рабочая жидкость в системе смазки – моторное масло SAE 10W/30, API СС. Привод маслонасоса – от коленчатого вала.
2 Электрогенератор: однофазный генератор Leroy Somer LSA36L25 переменного тока
 максимальная мощность генератора (активная нагрузка), кВт; 4,7
 Напряжение,В 230
 максимальная сила тока, А 20
 значение коэффициента cos φ 1.00
3 ЭВМ Параметры и тип ЭВМ:
диагональ экрана не менее 15,6”;
оперативная память не менее 2048 Мб;
жесткий диск не менее 320 Гб;
процессор Intel с тактовой частотой не менее 1,5 ГГц;
манипулятор типа «мышь»;
Операционная система Microsoft Windows 7
4 Оптический измеритель температуры деталей двигателя Дистанционное измерение температуры деталей двигателя предел 300 ОС
 Габаритные размеры стенда, мм, не более 2100х1100х500
 Масса стенда, кг., не более 200
5 Электропитание стенда:
 - напряжение питания стенда, В  220
 - род тока, частота, Гц  переменный, 50
 - напряжение питания
элементов системы управления, В, род тока 12, постоянный
 - потребляемая мощность, кВт, не более 1

В комплект поставки комплекса входят методические указания по проведению  10 лабораторных работ группой учащихся из 2…4 человек.
ПЕРЕЧЕНЬ ЛАБОРАТОРНЫХ РАБОТ:
1. Силовые установки и применяемая измерительная аппаратура:
1.1. Изучение особенностей конструкции двигателя и нагрузочного устройства;
1.2. Методы испытаний двигателей;
2. Оценка эффективных показателей двигателя и показателей экономичности:
2.1. Определение характеристики холостого хода двигателя;
2.2. Определение скоростных характеристик двигателя;
2.3. Определение нагрузочных характеристик двигателя;
2.4. Определение регулировочных характеристик двигателя.
3. Термометрирование двигателя:
3.1. Определение температуры деталей двигателя;
3.2. Определение температуры смазочного масла;
3.3. Определение температуры свежего заряда и отработавших газов.
4. Оценка параметров устройств газообмена двигателя:
4.1. Определение гидравлического сопротивления элементов выпускной системы;
5. Техническое обслуживание двигателей:
5.1. Правила и порядок проведения технического обслуживания двигателей