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发动机测功机

来源: 作者: 时间:2010-06-22 点击:

测功机也称测功器,主要用于测试发动机的功率,也可作为齿轮箱、减速机、变速箱的加载设备,用于测试它们的传递功率。

直流测功机可作为直流发电机运行,作为被测动力机械的负载,以测量被测机械的轴上输出转矩;也可以作直流发电机运行,拖动其他机械,以测量其轴上输入转矩。转矩与测速发电机测得的转速之积即轴功率。这就是测功机一名的由来。
交流测功机 通常由一台三相交流换向器电动机和测力计、测速发电机组合而成。交流测功机它的测功原理与直流测功机相同。
电涡流测功机 利用涡流产生制动转矩来测量机械转矩的装置。它由电磁滑差离合器(见电磁调速异步电动机)、测力计和测速发电机组成。被测动力机械与电磁滑差离合器的输入轴连接,带动电枢旋转,磁极则被安装其上的测力臂掣住,只能在一定范围内摆动一角度,配合测力计就可以由此摆动角直接读出电枢与磁极间作用的电磁转矩。略去风摩损耗等测量误差时,此电磁转矩就等于被测动力机械的输出转矩。涡流测功机只能产生制动转矩,不能作为电动机运行。一般用于测量转速上升而转矩下降,或转矩变化而转速基本不变的动力机械。
 

电涡流测功机工作原理和功率计算                                                                                                                        1、工作原理
由电涡流测功机结构图可知,感应子主要由旋转部分和摆动部分(电枢和励磁线圈)组成。转子轴上的感应子形状犹如齿轮,与转子同轴装有一个直流励磁线圈。当励磁线圈组通以直流电流时,其周围便有磁场存在,那么围绕励磁组就产生一闭合磁通。很明显,位于绕组左侧的感应子具有一个极性,右侧具有相反的极性。旋转时,由于磁密值的周期性变化而产生涡流,此涡流产生的磁场同产生它的磁场相互作用,从而产生与被试机反向的制动力矩,使电枢摆动,通过电枢上的力臂,将制动力传给测量装置。
转速测量采用非接触式磁电转速传感器和装于主轴的60齿牙盘,将转速信号转换成电信号输出。
2、功率计算
(1)功率计算         (2)扭矩计算
功率 P=N.m/10000(Kw)    M=N.L(N.m)
式中N—负荷(N)         式中N—负荷
n—转速(rpm/min)       L—计算臂长为0.95493米
 

测功机的安装与调试
1、试验台应靠近有水源的一边,混土基础和墙壁距离小于1.5米,基础厚度不小于√1(1为基础长度),基础尺寸有测功器地座决定,整个试验室要求通风好,光线足,照明设备符合要求,测功器的基础应足够坚固,既能承受动载也能承受静载,,并且能防止从原动机传来的振动,故其周围应能做成200毫米宽、800毫米深填木屑或炉渣、面上铺有沥青的防震槽。测功器安装载基础上后,应在测功器底座上平面用水平仪校正,水平仪的精度为0.04/1000,校正测功器在两个互相垂直方向的水平,其安装精度为0.1/1000,以免影响测功器的精度和灵敏度,动力机应按动力机安装要求进行,对一些常变换动力机型号的台架,动力机最好安装在三个自由度均可变位的附件支架上,使安装和调整更方便。                                                         2、接线: 按控制柜接线图分别联结励磁线圈、转速传感器、拉压力传感器、温度控制器、流量开关及润滑泵的电缆线。
3、管路联接和对水质、水压的要求
冷却水是电涡流测功器能否正常工作的关键,请用户予于重视,使用电涡流测功器应注意水压、水流量,测功器冷却水只能用淡水,水压在0.04~0.10Mpa。冷却水量见表1。冷却水的出水口温度应小于65℃。在安装时一定要注意进出水口的管径与所要求的一致性,并要求进出管道无泄漏。为防止电涡流测功器内冷却水道积垢,可在循环水中加些阻垢剂或在管道中加装磁力除垢剂,以物理方法消除水垢,防止积垢。也可以采取清洗方法进行除垢,接上清洗软管,用清洗泵把清洗液不断地泵入测功器的循环水道,直至水垢被清洗干净为止。清洗泵可选用扬成10m,流量为601/s的泵。
判断水垢是否形成,主要有两个标志:
(1)却水出水流速下降,流量减少;
(2)冷却水出温度上升,手感比正常状态时温度高。
通常这两种状态是并存的。
4.测功器与动力机的联接应采用弹性连(因为测功器主轴不能承受大的轴向力)测功器主轴与被测发动机主轴的同轴度要求应在φ0.1范围内。否则将引起附加振动,轴与轴承产生的动负荷,严重影响使用的寿命。

电涡流测功机的校正
电涡流应先与动力机脱开,以静态校正为依据,新安装的测功器使用前应进行严格校正,以保证测量精度,以后视使用情况定期进行校正检查。一般为半年左右,特殊情况随时可以进行校正。
校正步骤:首先检查与测功器配套的二次仪表(如功率、油耗、扭矩显示仪),预热30分钟,调节调零,使仪表的扭矩显示为零。在测功器壳体上装上校正臂并拧紧固定螺栓。电涡流测功器可正反方向吸收功率,两侧均可加砝码标定。
校正臂有效长度设计为973.8毫米,此时砝码盘上放1Kg砝码,相应显示值为10牛顿,2Kg显示值为20牛顿。
在砝码盘上加标准砝码,一次性加到满量程的80%左右进行比例标定(参见电气说明书),使负荷显示值与所加砝码的重量丰应,卸下所加的砝码,负荷表应为零。
按次序进行加减载试验使砝码值与数显值对应呈线性关系,反复调整直至达到精度,否则应检查测功器的机械装配质量,是否发生卡阴现象。扭矩传感器的安装是否正确,传感器是否损坏,电线、电缆、水管、油管是否影响扭矩显示,如果加减砝码时的滞后较大,可以考虑更换进水摆动管的“O”形圈,或“O”形圈上涂些黄油或清洗、更换摆动轴承。当测试范围较小时为了提高测试精度可以仅在此测试范围内校正。
新安装的测功器第一次调试使用、测功器修理或长期搁置后的第一次使用、在试验中测得的负荷值有疑问、测功器正常的检定周期使用半年后,都需要进行测功器的负荷校正。测功器校正时所用的砝码精度为国家标准四等精度。
 

电涡流测功机的使用与操作
测功器上台架后,可将用于在运输过程中保护拉压力传感器的固定支架拆除。
1、测功器开始使用前半小时,先开动泵油润滑装置,油脂润滑无须提前。
2、启动发动机前应使电涡流测功器的励磁电流为零,这样发动机在接近零负荷下启动。
3、打开进水阀门,冷却水通过流量开关进入测功器的冷却通道,由底座排水口经循环水流回水箱,或由放水管直接把水放掉。
4、启动发动机带动测功器主轴以同一转速旋转,再次检查润滑油、冷却水是否通畅。
5、当转速超过3500转/分以上时,应密切注意检查主轴轴承处温升,若轴承处温度过高,应适当增大进油量。
6、试验完毕应使用励磁电流为零,再关闭发动机,关闭进水阀门,停止泵油。
7、使用中请务必记住:开车前先泵油润滑,通水冷却后开机;停车时先减载,后关机,再停水,同时停止泵油润滑。
8、对脂润滑机型按每200小时加脂量约50毫升要求进行定期加脂润滑。
 

电涡流测功机的润滑
电涡流测功器润滑主要是主轴上旋转轴承和外壳摆动轴承处。
摆动轴承润滑油可在机油中加入少量润滑脂加热调匀,一般每一年加注一次。卸下轴承架外侧盖板,即可加注。
主轴承处润滑方式有两种:一种是脂润滑,一种是泵油形式以滴油方式进行的润滑。脂润滑一般累积运转200小时加注Z145-2航空润滑脂约50毫升。
根据机型及用户需求转速较高时,脂润滑不能满足要求时,采用泵油润滑方式。泵油润滑有油箱、油泵、进出管路等组成(见图四),把润滑油泵入测功器两端主轴承内,经回油管流回油箱。油箱侧面有油位计,如油位偏下限时,应及时在加油处补充同号新油。润滑油一般选用N15号或N22号机械油。润滑油量由序4、序5调节EH型隔膜式电磁计量泵上行程距离旋钮和频率旋钮,转速在2000转/分左右,每分钟滴10-15滴左右,滴油数可以从测功器机体二端序号进油管总成玻璃管上看到。序9可用来微调机体二端进油量。电磁计量泵上的两旋钮均置于30%开度位置,一般即能满足滴油润滑要求。
4000转/分左右一般调节为每分钟15-20滴左右,6000转/分以上一般调节每分钟20-25滴左右,滴油数一般每分钟不要超过30滴。当进油量多时,高速旋转引起轴盖及外壳排风网口处有微量雾化油渗出,并不是密封损坏所致。因此当轴承温度不高于80℃时,润滑油量不宜太多。否则,由于高速搅动油液,反将使轴温度升高,漏油严重。左右两端的进油量也视轴承温升情况不一定一致。总之,润滑的调节需要关注轴承温升以及满足润滑要求为原则。
 

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