Особенность испытаний автомобильного транспорта

Размещено на http://www.allbest.ru/

Содержание

1. Устройство и работа резистивных преобразователей

1.1 Испытания тормозных механизмов и приводов автомобилей

1.2 Испытание эффективности тормозов в неразогретом состоянии

1.3 Испытание на чувствительность к скорости движения

2. Испытание на инерционном динамометрическом стенде

3. Испытания на токсичность отработавших газов автомобильных двигателей

Список литературы



1. Устройство и работа резистивных преобразователей

Под преобразователем понимается устройство, служащее для первичного преобразования измеряемой неэлектрической величины в связанную с ней функциональной зависимостью электрическую величину.

Резистивные преобразователи - это наиболее простые преобразователи: реостатные, тензоэлектрические и контактные. Наибольшее распространение получили преобразователи первых двух типов.

Реостатные преобразователи (рисунок 1) - это преобразователи, движок которых перемещается при изменении измеряемой неэлектрической величины. Входная величина такого преобразователя - перемещение движка, а выходная - изменение сопротивления.

Рисунок 1- Реостатный преобразователь:

а - цилиндрический; б - прямоугольный; в, г, д, е - схемы включения соответственно последовательная, параллельная, с логометром, мостовая

Реостатные преобразователи изготавливают либо в виде намотанных на каркас обмоток из изоляционного материала, либо реохордного типа. Для изготовления реостатов часто применяют константановую и магнаниновую проволоку.

Индуктивное сопротивление реостатных преобразователей обычно мало, вследствие чего реактивное их сопротивление можно не принимать во внимание для частот изменяемого сигнала порядка 10…100 кГц.

Недостатком реостатных преобразователей (за исключением преобразователей реохордного типа) является дискретность работы - непрерывному изменению измеряемой величины соответствует ступенчатое изменение сопротивления, равное сопротивлению одного витка. Это вызывает определенную погрешность измерений, уменьшающуюся с увеличением числа витков преобразователя. Общее число витков преобразователя должно быть не менее 100…200.

Контактными называются измерительные преобразователи, в которых измеряемое механическое перемещение преобразуется в замкнутое или разомкнутое состояние контактов, управляющих электрической цепью. Таким образом, естественной входной величиной контактных преобразователей является пространственное перемещение.

Простейший контактный преобразователь является однопредельным и имеет одну пару контактов (рисунок 2, а), замыкание которых происходит в функции измеряемого перемещения, например, изменения размера изделия 1. При увеличении размера изделия переместится шток 2, и укрепленный на нем контактирующий элемент 3 войдет в соприкосновение с контактом 4. При этом активное сопротивление между контактами 3 и 4 изменится от бесконечности до малой величины, определяемой значением контактного сопротивления.

При контроле размеров чаще всего используются двухпредельные контактные преобразователи с двумя парами контактов (рисунок 2, б). Встречаются конструкции многопредельных преобразователей с несколькими парами контактов (рисунок 2, в); контакты могут быть расположены как с обеих сторон контактирующего элемента, так и с одной его стороны. Контактные преобразователи могут работать либо на замыкание (или размыкание) всей цепи, либо на замыкание (размыкание) участка цепи (рисунок 2, г).



Рисунок 2 - Основные типы контактных преобразователей

Тензорезисторы представляют собой резисторы, сопротивление которых изменяется с изменением их линейных размеров под действием внешних факторов. Работа тензорезисторов основана на явлении тензоэффекта: изменении сопротивления проводников и полупроводников при их механической деформации.

Тензорезисторы бывают проволочные, фольговые и полупроводниковые. Геометрические размеры тензорезисторов первых двух типов изменяются при их деформации. Основную роль в образовании электрического сигнала в полупроводниковых тензорезисторах играет изменение их удельного сопротивления под действием механической нагрузки.

При линейном напряженном состоянии чувствительность как металлических, так и полупроводниковых тензорезисторов оценивается коэффициентом тензочувствительности k, определяемым тензоэффектом.

Для выявления физического смысла коэффициента k воспользуемся зависимостью омического сопротивления проводника R от его геометрических размеров и свойств материала:

R = с•l/A,

где с - удельное электрическое сопротивление материала проводника;

l - длина проводника;

А - площадь поперечного сечения проводника.

При деформации тензорезистора изменяются все перечисленные параметры, т. е. R = f (l, с, A).

Элементарное приращение сопротивления тензорезистора при его деформации выражается полным дифференциалом

dR = (с/A)dl - (с•l/A2)dA + (l/A)dс.

Относительное изменение площади поперечного сечения проводника

dA/A = d(р•r2) / (р•r2) = 2•dr/r

Поскольку коэффициент Пуансона м = -l•dr/(r•dl),

dA/A = -2•м•(dl/l),

где dl/l - относительная деформация тензорезистора.

Зависимость удельного сопротивления проводника от его продольной деформации определяется уравнением Де-Фореста

dс/с = н • dl/l,

где н - коэффициент изменения удельного сопротивления проводника.

Таким образом основное уравнение характеристики тензорезистора

dR/R = (1 + 2м + н) • (dl/l) = k • (dl/l)

или в конечных величинах

?R/R = ? • (dl/l),

где коэффициент тензочувствительности тензорезистора

k = (1 + 2м + н) = (?R/R) / (dl/l).

Проволочный тензорезистор (рисунок 3) представляет собой решетку 1 из проволоки диаметром 0,02…0,05 мм, наклеенную на основу 2 из тонкой бумаги или лаковой пленки. Сверху ее закрывают такой же бумагой или пленкой 3. В качестве материала для проволоки используется чаще всего константан, характеризующийся достаточно большим коэффициентом тензочувствительности и малым температурным коэффициентом сопротивления. Проволочные тензорезисторы выполняют с базой (длиной петли 5…30 мм. Тензорезисторы с базой 5…7 мм называют малобазными и используют главным образом в местах концентрации напряжений в исследуемых деталях.

Рисунок 3 - Устройство проволочного тензорезистора

Коэффициент тензочувствительности проволочных тензорезисторов, выполненных из константановой проволоки, составляет 2±0,2, номинальный рабочий ток - примерно 30 мА, максимальные деформации не должны превышать 0,3 %.

Условное обозначение проволочных тензорезисторов состоит из букв и цифр, например, 2ПКП-5-50Г, 2ПКБ-20-200Х и т.д. Первая буква (П) указывает, что решетка выполнена из проволоки; вторая буква (К - константан) - материал проволоки; третья (Б или П) - материал основы (бумага или пленка). Следующие за буквами цифры показывают длину базы и номинальное сопротивление решетки, последняя буква (Г или Х) - температуру наклейки (Х - не более 30оС, Г - не более 180оС).

Одним из параметров тензочувствительной решетки является расстояние между витками. Это расстояние определяет при заданных габаритах тензорезистора число витков и, следовательно, сопротивление, а также допустимый ток, который ограничивается температурой самонагрева тензорезистора и будет тем меньше, чем меньше расстояние между витками. Кроме того, сопротивление тензорезистора изменяется за счет деформации витков шириной b при действии сил, перпендикулярных к оси чувствительности тензорезистора (продольной оси тензорезистора, параллельной оси решетки). Для проволочных тензорезисторов отношение поперечной к продольной чувствительности определяется отношением ширины к длине и составляет не более 0,2.

Фольговый тензорезистор в отличие от проволочного имеет решетку из полосок фольги прямоугольного сечения толщиной 4…12 мкм, которые наносят на лаковую основу. Благодаря большой площади контакта полосок с объектом измерения теплоотдача фольгового тензорезистора значительно выше, чем проволочного, что позволяет увеличить силу тока, протекающую через тензорезистор, до 0,5 А и тем самым повысить чувствительность измерительной схемы.

Другим преимуществом фольговых тензорезисторов является возможность изготовления решеток сложного профиля, которое в наибольшей степени удовлетворяет условиям измерений. Так, прямоугольные решетки (рисунок 4, а) наиболее подходят для измерения линейных деформаций, розеточные (рисунок 4, б) - крутящих моментов на круглых валах, а мембранные (рисунок 4, в) - для наклейки на мембраны.

Рисунок 4 - Конструкции решеток фольговых тензорезисторов

Примеры обозначений фольговых тензорезисторов: 2ФКПА-10-100Х, 2ФКРБ-5-50Г, 2ФКМВ-30-200Г. Первая буква указывает тип тензорезистора (Ф - фольговый), вторая - материал решетки (К - константан), третья - тип тензорезистора (П - прямоугольный, Р - розеточный, М - мембранный, С - специальный), четвертая (А, Б, В, Г, Д) - принадлежность тензорезистора к подгруппе. Остальные цифры и буквы показывают то же, что и в условном обозначении проволочных тензорезисторов. В обозначении мембранных тензорезисторов вместо длины базы указывается диаметр тензорезистора в миллиметрах.

Полупроводниковый тензорезистор представляет собой тонкую полоску из полупроводникового материала с проводимостью n- и р-типа. Из полупроводниковых материалов используют в основном кремний и германий, отличающиеся высокой тензочувствительностью, химической инертностью, способностью выдерживать нагрев до 500…540оС.

Для получения полупроводника с n-проводимостью в кремний или германий, относящиеся к элементам четвертой группы по валентности, добавляют примесь - элемент пятой группы (например, сурьму), который обеспечивает избыток электронов в полупроводнике, создавая электронную (отрицательную) проводимость. Полупроводник с р-проводимостью получают введением примеси третьей группы валентности (например, индия). Такой проводник имеет дырочную (положительную) проводимость.

Коэффициент тензочувствительности полупроводникового тензорезистора, а также удельное его сопротивление зависят от концентрации примесей. Тензоэффект при растяжении полупроводника n-типа отрицательный, а р-типа - положительный.

Тензорезисторы типа КТД имеют р-проводимость, а типа КТЭ - n-проводимость. Выводы таких тензорезисторов (рисунок 5, а) имеют два участка. Полоска из золота служит для соединения с материалом полупроводника, а с помощью второй (из меди) осуществляется монтаж измерительных схем. Коэффициент тензочувствительности указанных тензорезисторов - 120±20, номинальный ток - 15 мА, диапазон рабочих температур - -160…+300 оС.

Для измерения деформаций в местах повышенной концентрации напряжений могут быть использованы малогабаритный кремниевые тензорезисторы серии Ю-8 с базой. Равной 2 мм (рисунок 5, б).

Рисунок 5 - Конструкции полупроводниковых тензорезисторов:

1 - выводы из золота; 2 - из меди (размеры указаны в миллиметрах)

Полупроводниковые тензорезисторы имеют ряд существенных преимуществ по сравнению с рассмотренными выше: чувствительность их при меньших размерах в 50…60 раз превышает чувствительность проволочных, а высокий уровень выходного сигнала в ряде случаев позволяет записывать сигнал без использования усилителей.

К недостаткам полупроводниковых тензорезисторов следует отнести их малые механическую прочность и гибкость. Большую тензочувствительность этих тензорезисторов реализовать довольно сложно из-за нелинейности характеристики, высокой их чувствительности к воздействию внешних факторов (температуры, освещения и т.д.) и существенного разброса характеристик, от образца к образцу.

Наклейка тензорезисторов - процесс, требующий точности и аккуратности при выполнении отдельных технологических операций. Технологический процесс наклейки тензорезисторов состоит из следующих операций: выбора и проверки тензорезисторов; подготовки поверхности детали; выбора клея и составления клеевой композиции; непосредственной наклейки тензорезисторов на деталь; термообработки накленных терморезисторов; контроля качества наклейки; герметизации накленных тензорезисторов.

Тип применяемых тензорезисторов, их конфигурация, геометрические размеры и сопротивление зависят от размеров и формы испытуемой детали, вида и характера измеряемой деформации. Каждый тензорезистор из числа отобранных подвергают осмотру и проверке. Затем замеряют сопротивление тензорезисторов и группируют их по минимальному его разбросу.

Наиболее ответственными операциями являются подготовка поверхности детали, на которую наклеиваются тензорезисторы, обеспечивающие чистоты склеиваемых поверхностей и используемых химикатов. резистивный преобразователь тормозной двигатель

Поверхность детали в месте наклейки тензорезисторов шлифуют до шероховатости с Ra = 2,5…1,25 мкм шкуркой №8…12. Полированные поверхности также шлифуют. Поверхности детали и тензорезисторов обезжиривают химически чистым ацетоном, а затем 96%-м этиловым спиртом. Подготовленную для наклейки деталь обычно нагревают до температуры 50…70 оС. Для приклеивания тензорезисторов применяют 1) клеи: ацетоноцеллулоидный, бутварофенолоформальдегидный БФ-2, эпоксидный Д-86 (при измерениях характеристик быстропротекающих процессов при невысоких температурах), циакриновый, высокотемпературные В-12, В-15 и В58; 2) лаки: винилфлексовые ВЛ-7, ВЛ-9 и ВЛ-931 (жесткие - при измерениях характеристик низкочастотных процессов), кремненитроглифталевый 192Т, фуриловый Ф-7Т; 3)цементы: высокотемпературный кремнийорганический Ц-7-165-32, термоцемент Б-56.

Сначала на детали делают разметку схемы наклейки тензорезисторов. Технология наклейки зависит от типа детали, вида основ тензорезистора и от применяемого клея. После наклейки тензорезистор защищают от действия влаги, теплоты и от механических повреждений. В качестве гидроизоляции используют различные мастики, эпоксидную смолу, клеи 88, ГМН-301 или лак 1201 с наполнителем. Гидроизоляцию наносят по мере ее высыхания слоями толщиной до 2…3 мм. Затем место наклейки закрывают фетром, забинтовывают и закрашивают.

Для устранения местных напряжений из-за неравномерного высыхания клея под основой тензорезистора последний подвергают «тренировочной работе», прикладывая несколько раз к детали циклическую нагрузку, значение которой меняется от нуля до максимального значения.

1.1 Испытания тормозных механизмов и приводов автомобилей

Стендовые испытания

Эффективность действия тормозных систем в лабораторных условиях определяют на стендах, которые по конструкции можно разделить на три типа: роликовые, платформенные и с инерционными массами. По характеру взаимодействия автомобиля с рабочим органом стенда различают статические, кинематические и динамические стенды.

По принципу действия тормозные стенды делят на инерционные и стенды, измеряющие статический момент трения. По способу передачи тормозного момента стенды бывают двух видов:

с использованием сил сцепления и передачей тормозного момента через опорную поверхность колес;

без использования сил сцепления и передачи тормозного момента непосредственно через ступицу колеса.

Широкое распространение получили стенды с инерционными массами. Во время испытания на инерционном стенде тормозной механизм поглощает кинетическую энергию маховика, предварительно разгоняемого до определенной скорость. Таким образом, торможение происходит при изменяющейся скорости скольжения. Рассматриваемые стенды наиболее полно и точно воспроизводят действительные режимы эксплуатации и выгодны тем, что для разгона маховика можно использовать электродвигатели сравнительно небольшой мощности.

На рисунке 6 приведена принципиальная кинематическая схема стенда для испытаний колесных тормозов автомобилей. От электродвигателя постоянного тока 1 вращение через соединительную муфту 2 передается валу 4 с опорами 12. На валу 4 имеется набор инерционных масс 5(1)--5(8), в нерабочем состоянии они не имеют жесткой связи с валом 4 (устанавливаются на специальных кронштейнах). К концу вала 4 жестко крепят тормозной барабан испытуемого тормоза 6. Суппорт испытуемого механизма вместе с тормозными колодками монтируют на фланце вала 7 подвижного суппорта стенда, который можно перемещать в осевом направлении с помощью винтового механизма 11. Создаваемый в испытуемом тормозе 6 момент воспринимается динамометрическим рычагом 8 и датчиком силы 9, жестко закрепленным на корпусе суппорта 10. Для предотвращения поломок стенда при разрушении испытуемого узла предусмотрен аварийный тормоз 3.

Стенд работает по следующему циклу: разгон инерционной массы до заданной скорости, выключение электродвигателя привода и включение регистрирующей аппаратуры, включение привода исследуемого тормозного механизма и торможение инерционных масс до полной остановки. Управление стендом осуществляется вручную или автоматически с заданным интервалом между торможениями. Ручное управление применяют при снятии характеристик тормозного механизма, а автоматическое при испытаниях его на долговечность. На стенде регистрируются следующие параметры; момент инерции маховиков, скорость вращения инерционных масс, давление воздуха в тормозной камере, температура тормозных накладок, тормозной путь, время торможения, тормозной момент.

Момент инерции вращающихся масс выбирают исходя из обеспечения равенства кинетических энергий инерционных масс стенда и части общей инерционной массы транспортного средства, приходящейся на затормаживаемое колесо, и определяют по формуле



Рисунок 6 - Принципиальная кинематическая схема инерционного стенда для испытаний колесных тормозных механизмов автомобилей

I = Ма • г0

I - момент инерции вращающихся масс, стенда, кг•м2;

Ма - масса, соответствующая нагрузке от транспортного средства на затормаживаемое колесо, кг;

г0 - радиус качения колеса, м.

Частоту вращения инерционных масс (мин-1) определяют по заданной скорости движения транспортного средства и радиусу качения колеса:

где - скорость транспортного средства (автомобиля), км/ч.

Эффективность торможения определяют и при нагретых тормозах. Нагрев тормозного механизма достигается путем проведения последовательных (с соответствующей периодичностью) торможений при постоянных значениях начальной скорости вращения инерционных масс и давления воздуха в тормозной системе. Температура тормозных накладок должна составлять 300°С для барабанных и 450°С для дисковых тормозов.

Дорожные испытания

Испытания тормозных систем в дорожных условиях являются основным видом испытаний по определению их эффективности. Важное значение имеет оценка долговечности и износостойкости тормозных механизмов, в частности их фрикционных элементов. Необходимость проведения испытаний непосредственно на автомобиле обусловлена тем, что они позволяют получить данные по ресурсу узлов и их деталей с учетом реального распределения тормозных сил между колесами автомобиля, которое отличается от теоретического. Это обстоятельство существенно влияет на определяемый срок службы деталей тормозных механизмов. На долговечность влияют также температурные условия работы деталей и узлов, которые на стенде точно воспроизвести невозможно, а также другие факторы, присущие эксплуатационным условиям автомобиля.

Дорожные испытания проводятся в соответствии с Правилами ЕЭК ООН №13 и №90.

Испытание тормозных систем в соответствии с Правилами ЕЭК ООН №13.

Эффективность, предписанная для тормозных систем, основывается на длине тормозного пути и/или среднем значении предельного замедления. Эффективность тормозной системы должна определяться путем измерения тормозного пути с учетом начальной скорости транспортного средства и/или путем измерения среднего значения замедления в ходе испытания.

Тормозным путем называется расстояние, пройденное транспортным средством с того момента, когда водитель начинает воздействовать на управление тормозной системы, до остановки транспортного средства; начальной скоростью называется тот момент скорости, когда водитель начинает воздействовать на управление тормозной системы. Начальная скорость должна составлять не менее 98% от скорости, предписанной для данного испытания.

Среднее значение предельного замедления (dm) рассчитывается как отношение среднего замедления к расстоянию в интервале vb - vc по формуле:



Скорость и расстояние определяются с помощью измерительных приборов с точностью ±1% на скорости, предписанной для данного испытания. Среднее значение предельного замедления может определяться с помощью других способов, помимо измерения скорости и расстояния; в этом случае среднее значение предельного замедления определяется с точностью ±3%.

Испытание тормозных систем в соответствии с Правилами ЕЭК ООН №90.

В соответствии с данными правилами проводятся следующие методы проведения испытаний сменных тормозных накладок в сборе.

1. Испытание транспортного средства (раздельное испытание осей)

Для данного испытания транспортное средство должно быть полностью загружено и все нажатия на педаль тормоза должны производиться при отключенном двигателе на ровной дороге.

Система управления рабочими тормозами транспортного средства оснащается механизмом изолированного применения тормозов на передней и задней оси таким образом, чтобы любой из тормозов мог использоваться независимо от другого.

1.2 Испытание эффективности тормозов в неразогретом состоянии

Сопоставление эффективности сменных тормозных накладок в сборе и первоначальных тормозных накладок в сборе в неразогретом состоянии проводится посредством сравнения результатов испытаний в соответствии с нижеизложенным методом.

Производится минимум шесть нажатий на педаль тормоза через определенные промежутки времени при увеличении прилагаемого к педали усилия или давления в магистрали до блокировки колес или до достижения средней величины полного замедления, составляющей 6 м/с2, либо до обеспечения максимально допустимого нажатия на педаль тормоза транспортного средства соответствующей категории при первоначальной скорости, указанной в нижеследующей таблице:

Отмечается и заносится на график величина прилагаемого к педали усилия или давления в магистрали, а также средняя величина полного замедления для каждого нажатия и определяется прилагаемое к педали усилие или давление в магистрали, необходимое для достижения (по возможности) средней величины полного замедления, составляющей 5 м/с2 для тормозов передней оси и 3 м/с2 для тормозов задней оси. Если эти значения достичь невозможно при максимально допустимом давлении на педаль, то в качестве альтернативы определяется прилагаемое к педали усилие или давление в магистрали, необходимое для достижения максимального замедления.

Считается, что эксплуатационные характеристики сменной тормозной накладки в сборе аналогичны характеристикам первоначальной тормозной накладки в сборе, если достигаемые средние величины полного замедления при одном и том же контрольном усилии или давлении в магистрали в верхней части образовавшейся кривой (соответствующей двум третям ее длины) находятся в пределах 15% от значений, полученных на первоначальных тормозных накладках в сборе.

1.3 Испытание на чувствительность к скорости движения

При использовании прилагаемого к педали усилия и при первоначальной температуры тормозной системы <100°С производится три нажатия на педаль тормоза на каждой из следующих скоростей:

передняя ось - 65, 100 км/ч и 135 км/ч, где vmax превышает 150 км/ч;

задняя ось -- 45, 65 км/ч и 90 км/ч, где vmax превышает 150 км/ч.

Определяется среднее значение на основании результатов для каждой группы из трех нажатий, и заносится на график величина скорости с соответствующей средней величиной полного замедления.

Средние величины полного замедления, зафиксированные на более высоких скоростях, должны находиться в пределах 15% от значения, зафиксированного на наименьшей скорости.



2. Испытание на инерционном динамометрическом стенде

Для данных испытаний инерционный динамометрический стенд оснащается соответствующим тормозом транспортного средства. Динамометр настраивается на непрерывное фиксирование скорости вращения колеса, тормозного момента, давления в тормозной магистрали, числа оборотов после нажатия на педаль тормоза, времени торможения и температуры вращающегося элемента тормоза.



3. Испытания на токсичность отработавших газов автомобильных двигателей

Правила ЕЭК ООН №24

ИСПЫТАНИЕ В УСТАНОВИВШИХСЯ РЕЖИМАХ РАБОТЫ ПРИ ПОЛНОЙ НАГРУЗКЕ

Описывается метод измерения уровня выброса видимых загрязняющих веществ в различных установившихся режимах работы при полной нагрузке.

Данное испытание может проводиться либо на двигателе, либо на транспортном средстве.

ПРИНЦИП ИЗМЕРЕНИЯ

Плотность выхлопных газов, выделяемых двигателем, измеряется на двигателе, работающем с полной нагрузкой в установившемся режиме.

Проводится достаточное количество измерений в диапазоне от максимального до минимального расчетного числа оборотов.

Крайние точки измерения должны соответствовать предельным значениям указанного интервала, а одна точка измерения должна соответствовать числу оборотов двигателя, при которой развивается максимальная мощность, и числу оборотов, при котором развивается максимальный крутящий момент.

ИСПЫТАНИЕ В РЕЖИМЕ СВОБОДНОГО УСКОРЕНИЯ

УСЛОВИЯ ПРОВЕДЕНИЯ ИСПЫТАНИЙ

Испытание проводится на двигателе, установленном на стенде или на транспортном средстве.

Испытание на двигателе, установленном на стенде, выполняется по возможности сразу же после проверки плотности дыма при полной нагрузке в установившемся режиме. В частности вода для охлаждения и масло должны иметь нормальную температуру, указанную заводом-изготовителем.

При проведении испытания на неподвижном транспортном средстве двигатель предварительно доводится в ходе пробега транспортного средства или во время динамического испытания до нормальных условий эксплуатации. Испытание проводится по возможности сразу же после разогрева двигателя.

Правила ЕЭК ООН №49

Приводится описание методов определения содержания газообразных компонентов, взвешенных частиц и дыма в выбросах испытываемых двигателей. Описываются три испытательных цикла:

a) ESC, состоящий из 13 установившихся режимов;

b) ЕLR, состоящий из последовательных ступенчатых изменений нагрузки при различных частотах вращения двигателя, которые являются составными частями единой процедуры испытания и выполняются одновременно;

c) ETC, состоящий из посекундной последовательности переход-ных режимов.

Испытание проводят на двигателе, установленном на испытательном стенде и соединенном с динамометром.

ПРИНЦИП ПРОВЕДЕНИЯ ИСПЫТАНИЙ

Выбросы загрязняющих веществ с отработавшими газами из двигателя, уровень которых подлежит измерению, включают газообразные компоненты (оксид углерода, общее количество углеводородов - для дизельных двигателей только при испытании ESC; углеводороды, не содержащие метан - для дизельных и газовых двигателей только при испытании ETC; метан - для газовых двигателей только при испытании ETC; и оксиды азота), взвешенные частицы (только для дизельных двигателей) и дым (только для дизельных двигателей при испытании ELR). Кроме того, в качестве индикаторного газа для определения коэффициента разбавления в системах частичного и полного разбавления потока часто используют диоксид углерода. Опираясь на проверенную инженерную практику, измерение общего содержания диоксида углерода рекомендуется в качестве весьма эффективного инструмента для выявления проблем, возникающих при измерениях в ходе испытаний.

Испытание ESC

В процессе выполнения предписанной последовательности рабочих режимов на прогретом двигателе надлежит постоянно определять количественные значения упомянутых выше компонентов выбросов из двигателя путем отбора проб первичных или разбавленных отработавших газов. Испытательный цикл состоит из нескольких режимов, характеризуемых сочетаниями частоты вращения и мощности, которые охватывают обычный диапазон работы дизельных двигателей. При каждом режиме определяют концентрацию каждого газообразного загрязняющего вещества, расход отработавших газов и выходную мощность, а измеренные величины ? взвешивают. Для целей измерения взвешенных частиц отработавшие газы разбавляют кондиционированным окружающим воздухом с помощью системы либо частичного, либо полного разбавления потока. Взвешенные частицы улавливаются на подходящем фильтре пропорционально коэффициентам весомости каждого режима. Массу (в граммах) каждого загрязняющего вещества, образуемого на киловатт-час (кВт•ч), рассчитывают согласно описанию. Кроме того, измеряют NOx в трех испытательных точках, выбранных технической службой в пределах контрольной области; измеренные значения сравнивают с расчетными значениями для тех режимов испытательного цикла, совокупность которых перекрывает выбранные испытательные точки. Контрольная проверка NOx обеспечивает эффективность системы ограничения выбросов двигателя в обычном диапазоне работы двигателя.

Испытание ELR

В процессе испытания, цель которого ? определить реакцию двигателя на предписанную нагрузку, дымность прогретого двигателя определяют с помощью дымомера. Испытание заключается в последовательном повышении нагрузки на двигатель с 10% до 100% при трех различных частотах вращения двигателя. Кроме того, необходимо произвести прогонку двигателя в четвертом нагрузочном режиме, выбранном технической службой, и сопоставить измеренное значение со значениями, полученными для предыдущих режимов нагрузки. Пиковое значение дымности определяют с использованием алгоритма усреднения в соответствии с описанием.

Испытание ЕТС

В процессе выполнения на прогретом двигателе предписанного переходного цикла, основанного на воспроизведении особенностей эксплуатационных режимов работы двигателей большой мощности, устанавливаемых на грузовых автомобилях и автобусах, параметры вышеупомянутых выбросов загрязняющих веществ анализируют либо после разбавления общего количества отработавших газов кондиционированным окружающим воздухом (в случае взвешенных частиц используют систему CVS с двойным разбавлением), либо путем определения содержания газообразных компонентов и взвешенных частиц в первичных отработавших газах при посредстве системы частичного разбавления потока. С помощью сигналов обратной связи, отражающих значения крутящего момента и частоты вращения и поступающих с динамометра, производится интегрирование мощности по времени цикла для получения работы, выполненной двигателем за цикл. В случае системы CVS концентрацию NОх и НС за цикл определяют путем интегрирования сигнала, поступающего от анализатора, тогда как концентрации СО, СО2 и NMHC можно определять посредством интегрирования сигнала анализатора или отбора пробы с помощью мешка для отбора проб. При замерах на первичных отработавших газах все газообразные компоненты выбросов за цикл определяют путем интегрирования сигнала, поступающего от анализатора. Для взвешенных частиц на подходящих фильтрах отбирают пропорциональную по размеру пробу. Определяют расход первичных или разбавленных отработавших газов за цикл для расчета массы выбросов загрязняющих веществ. Значения массы выбросов соотносят с работой, выполненной двигателем, для получения количества (в граммах) каждого загрязняющего вещества, образуемого на киловатт-час, согласно описанию.

Правила ЕЭК ООН №83

1 Транспортные средства, оснащенные двигателем с принудительным зажиганием, и гибридные электромобили, оснащенные двигателем с принудительным зажиганием, должны подвергаться следующим испытаниям:

типа I (контроль среднего уровня выбросов выхлопных газов после запуска холодного двигателя),

типа II (выбросы моноксида углерода в режиме холостого хода),

типа III (выбросы картерных газов),

типа IV (выбросы в результате испарения),

типа V (ресурсное испытание устройств для предотвращения загрязнения),

типа VI (контроль среднего уровня моноксида углерода и углеводородов в выбросах выхлопных газов после запуска холодного двигателя при низкой температуре окружающей среды), испытания БД.

2 Транспортные средства, оснащенные двигателем с принудительным зажиганием, и гибридные электромобили, оснащенные двигателем с принудительным зажиганием, работающие на СНГ или ПГ (на одном или на двух видах топлива), должны подвергаться следующим испытаниям (в соответствии с таблицей 1):

типа I (проверка среднего уровня выбросов загрязняющих веществ после запуска холодного двигателя),

типа II (выбросы моноксида углерода в режиме холостого хода),

типа III (выбросы картерных газов),

типа IV (выбросы в результате испарения), когда это применимо,

типа V (ресурсное испытание устройств снижения загрязнения),

типа VI (проверка среднего уровня выбросов моноксида углерода и углеводорода после запуска холодного двигателя при низкой температуре окружающей среды), когда это применимо, испытания БД, когда это применимо.

3 Транспортные средства, оснащенные двигателем с воспламенением от сжатия, и гибридные электромобили, оснащенные двигателем с воспламенением от сжатия, должны подвергаться следующим испытаниям:

типа I (контроль среднего уровня выбросов выхлопных газов после запуска холодного двигателя),

типа V (ресурсное испытание устройств для предотвращения загрязнения) и, если это применимо, испытанию БД.

Транспортное средство испытывается на динамометрическом стенде, оборудованном системой имитации нагрузки и инерции.

Рисунок 7 - Схема динамометрического стенда для испытания автомобилей на токсичность:

1- вентилятор, 2 - динамометр, 3 - программатор, 4 - система подготовки проб отработавших газов, 5 - расходомер, 6 - устройство пропорционального отбора, 7 - газоанализатор, 8 - пульт управления.



Список литературы

1. Автомобили: Испытания: Учеб. пособие для вузов / В. М. Беляев, М. С. Высоцкий, Л. Х. Гилелес и др., Под ред. А. И. Гришкевича, М. С. Высоцкого - Мн.: Выш. шк, 1991 - 187 с.

2. Кушвид Р. П. Испытания автомобилей. Учебник для ВУЗов. - М.: Московский гос. индустриальный ун-т, 2011. - 380 с.

3. Правила ЕЭК ООН №13

4. Правила ЕЭК ООН №24

5. Правила ЕЭК ООН №49

6. Правила ЕЭК ООН №83

7. Правила ЕЭК ООН №90

8. Оценка токсичности отработавших газов. Презентация. - БНТУ кафедра «Автомобили»

Размещено на Allbest.ru

...