一、概述:
電力測功機的內(nèi)燃機測試系統(tǒng)是“威格”根據(jù)多年來對內(nèi)燃機臺架試驗不斷地研究,根據(jù)發(fā)動機測試系統(tǒng)的更新?lián)Q代的產(chǎn)品。內(nèi)燃機測試系統(tǒng)具有以下特點:
⑴采用的單片機作為采集和控制的核心,單片機自帶高速12位A/D和D/A,因此大大減少了元器件的數(shù)量和電路板的尺寸,同時也大大提高了可靠性,并且使得維修變得很簡單。
⑵將控制核心和計算機結(jié)合在一起,顯示轉(zhuǎn)速、扭矩、輸出功率。
二、內(nèi)燃機測試系統(tǒng)的構(gòu)成:
● 內(nèi)燃機測控系統(tǒng)柜 | 壹臺(與計算機一起安裝在儀表柜上) |
● 高速電力測功機 | 壹臺(安裝在鑄鐵平臺上) |
● 工業(yè)控制計算機 | 壹臺(與測控系統(tǒng)一起安裝在儀表柜上) |
● 液晶顯示器 | 壹臺(安裝試驗室的系統(tǒng)柜上) |
● 安裝測功機鑄鐵平板 | 壹塊(安裝測功機和發(fā)動機) |
● 油門執(zhí)行器 | 壹臺(安裝在發(fā)動機附近) |
● 動態(tài)扭矩傳感器 | 壹臺(安裝測功機和發(fā)動機之間) |
三、內(nèi)燃機測試系統(tǒng)的技術(shù)性能和參數(shù):
(一)功率測量:
1.轉(zhuǎn)速部分:
測量范圍0~12000r/min,測量精度0.1%±1r/min;
2.扭矩部分:
測量范圍:0-15NM;測量精度:與測功器配套,整機精度≤±0.4%F·S
3.功率部分:
功率為計算值,由計算機計算和屏幕直接顯示。其計算公式如下:
功率=轉(zhuǎn)速(r/min)×扭矩(N·m)/9550 (kW)
(二)油耗測量:(略)
1.油耗測量:
內(nèi)燃機測試系統(tǒng)的油耗測量采用重量法油耗儀或容積法油耗儀來完成的,油耗測量的主要技術(shù)參數(shù)如下:
⑴重量法油耗儀:
a.測量精度和范圍:
測量范圍 | 顯示位數(shù) | 稱重分辨率 | 稱重精度 | 測量時間范圍 | 計時精度 |
0~50g | 4位 | 0.01g | ≤0.5%F·S | 2~250s | 0.01s |
0~100g | 5位 | 0.02g |
0~200g | 0.05g | ≤0.3%F·S |
0~500g | 4位 | 0.1g |
0~1kg | 5位 | 0.2g | ≤0.2%F·S |
0~2kg | 0.5g |
0~5kg | 4位 | 1g |
b.顯示:油耗量5位,時間3位;每秒同步刷新油耗量及時間;20位光柱實時監(jiān)視油杯中的液位。
⑵容積法油耗儀:
a. 油耗測量范圍:共分六檔量程:5ml、5ml、5ml、10ml、10ml、20ml;
其它規(guī)格用戶定做。
b. 測量精度:優(yōu)于滿量程值的±0.5%。
c. 時間計量范圍:0~99.99秒,精度0.01秒。
d. 顯示:油耗容積2位,時間4位;7個發(fā)光二極管監(jiān)視油位。
2.燃油消耗量和燃油消耗率:
燃油消耗量和燃油消耗率為計算值,其計算公式如下:
⑴重量法:燃油消耗量=3.6×油耗重量(g)÷耗油時間(s) (kg/h)
容積法:燃油消耗量=3.6×油耗容積 (ml)×汽油密度(g/ml)÷耗油時間(s) (kg/h)
⑵燃油消耗率=(1000×燃油消耗量÷實測功率) (g/kW·h)
(三)溫度、壓力測量:
僅在PC機上顯示測量值。內(nèi)燃機參數(shù)測量模塊主要技術(shù)指標(biāo)如下:
傳感器類型 | 測量范圍 | 測量精度 | 備 注 |
K型熱電偶 | 0~999℃ | ±1%F·S | 與傳感器連接后的總測量精度 |
T型熱電偶 | 0~150℃ | ±1%F·S |
變送器 | 4~20mA | ±0.5%F·S |
由于各種內(nèi)燃機的溫度傳感器和壓力變送器的安裝尺寸不同,因此用戶必須在訂貨時明確聯(lián)接尺寸。
(四)測功器負(fù)載的控制和油門位置控制:
⑴測功器負(fù)載的控制方式:
恒轉(zhuǎn)矩控制方式 恒定精度優(yōu)于0.5%F·S
恒轉(zhuǎn)速控制方式 恒定精度優(yōu)于±5r/min
⑵油門位置:
內(nèi)燃機測試系統(tǒng)采用油門執(zhí)行器,直線式,全行程35mm,全行程時間<3s,拉力≥3.5kgf,開度顯示值0~100%,測量精度優(yōu)于1%。
油門控制方式為:恒位置控制方式,恒定精度優(yōu)于1%F·S。
(五)系統(tǒng)的報警及控制:
⑴超速報警保護(hù)功能:
超速設(shè)定可在0~11999r/min任意設(shè)定,由PC來控制發(fā)動機的超速報警后的控制動作。當(dāng)發(fā)動機轉(zhuǎn)速超過限速給定值時,超速指示燈亮、蜂鳴器報警,同時使油門執(zhí)行器回到零位。
⑵超負(fù)載保護(hù)功能:
超負(fù)荷設(shè)定可在0~測功機滿量程扭矩之間任意設(shè)定,由PC來控制發(fā)動機的超負(fù)荷控制動作。當(dāng)發(fā)動機扭矩超過限速給定值時,超負(fù)荷指示燈亮、蜂鳴器報警并切斷測功機的負(fù)載及發(fā)動機的點火觸點,同時使油門執(zhí)行器回到零位。
⑷測功機參數(shù)的設(shè)定超限報警保護(hù)功能:
設(shè)定控制器面板參數(shù)
⑸緊急停車功能:
按下“緊停”按鈕,切斷負(fù)載,切斷發(fā)動機點火觸點,同時使得油門執(zhí)行器回到零位。
(六)儀器正常工作條件:
⑴環(huán)境溫度: 0~40℃
⑵相對濕度: ≤90%R·H
⑶電源: AC220V/380V±10%/50Hz
四、內(nèi)燃機測試系統(tǒng)在內(nèi)燃機試驗室
內(nèi)燃機測試系統(tǒng)在各單元之間均由串口通訊的方式連接,從而大限度地減少了連接電纜。因此,即大大地提高了系統(tǒng)的可靠性,又大大地降低了今后維修服務(wù)的復(fù)雜性和費用。而每個單元和PC機之間,通過通訊控制器,進(jìn)行數(shù)據(jù)的雙向傳送。各單元之間實行電源隔離,如此可以有效地避免由于某一單元器件的損壞導(dǎo)致其它單元的損壞.
1、測功機和油門的控制:
內(nèi)燃機測試系統(tǒng)是通過測控單元的單片機來實現(xiàn)對測功器的負(fù)載和油門位置的控制的,測功器負(fù)載和油門開度的調(diào)節(jié),可采用手動調(diào)節(jié)給定器來完成,也可通過PC機向測控單片機發(fā)送控制值來完成。內(nèi)燃機測試系統(tǒng)可以通過不同的數(shù)字PID控制模式,來實現(xiàn)對交流電力測功器的負(fù)載控制和發(fā)動機油門的調(diào)節(jié)。
⑴測功器的負(fù)載控制:
為了使測功器大限度地滿足各種發(fā)動機試驗要求,內(nèi)燃機測試系統(tǒng)的控制單元有調(diào)節(jié)特性(工作方式)供用戶
⑵發(fā)動機油門的調(diào)節(jié):
內(nèi)燃機測試系統(tǒng)采用油門執(zhí)行器,油門控制方式為:恒位置控制方式,恒定精度優(yōu)于1%F·S。
⑶油門恒位置控制:
通過測控單片機的PID調(diào)節(jié)控制,將發(fā)動機的油門位置穩(wěn)定在設(shè)定值上。這種方式可以和上述電力測功機的任一控制方式組合,來調(diào)節(jié)油門的位置和測功機的負(fù)載。具體組合,由用戶根據(jù)試驗要求自己選擇。
⑷報警保護(hù)控制:
在測控單元中,采用繼電器和邏輯電路構(gòu)成發(fā)動機超速報警保護(hù)、測功器過電流、過功率保護(hù)和緊急停車電路。這是充分考慮到,即使測試系統(tǒng)的PC機、各單元的單片機由于各種原因產(chǎn)生故障時,系統(tǒng)仍然可以可靠的對發(fā)動機和測功器進(jìn)行保護(hù)。由于發(fā)動機試驗的環(huán)境相當(dāng)惡劣,因此這樣的設(shè)計是非常必要的。
2、通訊控制單元:
通訊控制單元負(fù)責(zé)控制整個系統(tǒng)的各部分間的雙向數(shù)據(jù)傳送,同時將系統(tǒng)的各單元隔離,不共電源和地。如此,即使某一單元的器件損壞,也不會導(dǎo)致別的單元跟著損壞。
五、試驗環(huán)境要求:
電源電壓:380V±10%,環(huán)境溫度:0-40C゜,相對濕度:<90%
接地要求:要有獨立的接地地線
供電系統(tǒng)連接:手動操作的分?jǐn)嘣O(shè)備。