Испытания нейтрализаторов на моторном стенде
Реферат на тему «Оборудование и методы исследований нейтрализаторов бензиновых двигателей»
Оглавление
Реферат на тему «Оборудование и методы исследований нейтрализаторов бензиновых двигателей». 1
Введение. 1
§1. Объекты испытания. Оборудование, используемое при испытаниях. 2
§2. Оборудование, используемое при испытаниях на беговых барабанах. 2
§3. Испытания нейтрализаторов на моторном стенде. 4
§4. Методики исследований нейтрализаторов на эффективность, надежность работы и ресурс на моторном стенде. 10
§5. Определение ресурса работы нейтрализатора при испытаниях термоциклированием. 16
§6. Методики исследований нейтрализаторов в составе автомобиля. 18
Вопросы для самопроверки. 20
Список использованной литературы.. 21
Введение
Автотранспорт является неотъемлемой частью жизнедеятельности человека. Однако непрекращающийся рост мирового автомобильного парка, особенно в городах и промышленных мегаполисах ведет к глобальному загрязнению окружающей среды вредными выбросами автомобильных двигателей и соответственно к критическому загрязнение атмосферы. Поэтому снижение вредных выбросов с отработавшими газами двигателей автотранспортных средств является одной из наиболее значимых задач для разработчиков и производителей автотранспортных средств. Поэтому производители автотранспортной техники и комплектующих к ней обращают особое внимание на разработку систем и устройств, эффективно снижающих выброс вредных веществ с отработавшими газами двигателя. Наиболее эффективной и распространенной системой для автомобилей с бензиновым двигателем является бифункциональная система нейтрализации вредных веществ отработавших газов. Каталитический нейтрализатор является основным элементом такой системы [1].
|
|
|
Объекты испытания. Оборудование, используемое при испытаниях
Объектами лабораторных испытаний являются катализатор, материалы, используемые в системах нейтрализации, а также макетные образцы и модели элементов нейтрализации. Для точного определения токсичности вредных веществ, выбрасываемых автомобилем, необходимо проводить стандартизированные испытания нейтрализаторов по разработанным методикам в исследовательских боксах. Различают несколько видов испытательных боксов. Самыми распространенными являются бокс с беговыми барабанами и бокс с динамометрическим стендом. На беговых барабанах испытания проводятся на автомобиле по определенным ездовым циклам. В боксе с динамометрическим стендом испытания проводятся непосредственно на двигателе, который жестко, через карданный вал, присоединен к динамометру. Существует несколько видов испытаний, по результатам которых помимо токсичности вредных веществ определяется:
|
|
|
· аэродинамическое сопротивление нейтрализатора;
· начало эффективной работы нейтрализатора;
· ресурс работы нейтрализатора;
· надежность нейтрализатора [2].
Оборудование, используемое при испытаниях на беговых барабанах
Динамометрический стенд с беговыми барабанами фирмы «Цольнер» обеспечивает изменение нагрузки (крутящего момента) соответственно весовой категории автомобиля от 400 до 3500 кг и заданный момент инерции вращающихся частей стенда. Стенд оборудован прибором «путь-время» фирмы «Пирбург», задающим программу движения в соответствии с принятым «ездовым циклом» и счетчиком пути. Прибор «путь-время» управляется с помощью переносного пульта водителем. Контроль осуществляется оператором с пульта управления стенда. Условная скорость определяется частотой вращения барабана, связанного с электропоглощающим устройством, а условный путь - суммарным количеством оборотов этого барабана. Измерение скорости производится с погрешностью не более ± 1 км/ ч, измерение пути - с погрешностью не более ± 0,5% [3].
|
|
|
Анализ отработавших газов проводиться с помощью комплексной газоаналитической системы АМА-2000 фирмы «Пирбург», в которой определяются концентраций оксида и диоксида углерода СО и СО2, суммарно углеводородов СН и оксидов азота NОx (NО + NО2 ). Определение СО и СО2 проводится инфракрасным, СН - пламенно-ионизационным и NОx - хемилюминесцентными методами. На рисунке 1. приведены фотографии автоматизированного комплекса управления испытаниями автомобиля.
| 
| 
|
| 
|
Рис. 1. Внешний вид пульта управления и оборудование автоматизированного комплекса управления испытаниями автомобиля
Отбор отработавших газов для анализа осуществлялся с помощью системы отбора проб постоянного объема (CVS) фирмы «Пирбург».
Допускаемая погрешность показаний приборов газоаналитического комплекса находится в пределах ±3% от максимального значения шкалы для любого диапазона и любого измеряемого компонента.
Температура, атмосферное давление и влажность воздуха в помещении при проведении испытаний определяется с помощью автоматической метеостанции. Температура должны находится в пределах 20 - 25°С, а погрешность ее измерений не должна превышать ±1,5 °С. Атмосферное давление измеряется с погрешностью не более ± 0,1 кПа, а относительная влажность с погрешностью не более ± 5%.
|
|
|
Управление и контроль испытаний автомобиля осуществляется с помощью управляющей электронно-вычислительной машины и комплекта аналоговых и цифровых датчиков. Мониторинг изменения всех параметров в процессе испытаний записывается в блок оперативной памяти ЭВМ [4,3].
При испытаниях автомобилей по “ездовым циклам” одновременно с отбором через блок постоянного разбавления отработавших газов для оценки массового выброса вредных веществ автомобилем проводилась непрерывная запись изменения концентраций СО, СН и NOx в отработавших газах двигателя.
Испытания нейтрализаторов на моторном стенде
Моторные испытания проводились на стенде VSETIN (Чехия), на котором установлен двигатель в стандартной комплектации. Стенд оборудован измерительными и контрольными приборами в соответствии с требованиями ГОСТ14846 "Двигатели автомобильные. Методы стендовых испытаний". Общий вид бокса для испытаний приведен на рисунке 2. Стенд включает в себя динамометр, соединенный через карданный вал с установленным на опорах двигателем, устройства для измерения расхода топлива и воздуха, системы термостатирования масла и охлаждающей жидкости и пульта управления [5].
Рис. 2. Моторный стенд с нейтрализатором, установленным в системе выпуска двигателя ВАЗ-2112
Для определения содержания в отработавших газах оксида углерода и углеводородов применялся быстродействующий газоанализатор инфракрасного типа модели МЕХА-554 фирмы «Хориба» с диапазоном измерения СО 0 - 10%, а СН - 0 - 2000 ч.н.м.
Рис. 3. Газоанализатор инфракрасного типа модели МЕХА-554 «Хориба».
Для измерения содержания в отработавших газах двигателя оксидов азота использовался газоанализатор хемилюминисцентного типа фирмы «БЕКМАН» с диапазоном измерения 0 - 5000 ч.н.м. Допускаемая погрешность показаний газоанализаторов в пределах ±2% от максимального значения шкалы. Система питания двигателя обеспечивала возможность принудительного изменения состава топливовоздушной смеси a = 0,8 и a = 1. Для этого предназначены два электронных специально запрограммированных блока управления, показанных на рисунке 4.
Рис. 4. Электронные блоки управления, обеспечивающие коэффициент избытка воздуха a = 0,8 и a = 1.
При определении концентрации вредного вещества у трехкомпонентного нейтрализатора она могла создавать циклические изменения состава смеси в пределах ± 0,03 с частотой 1 Гц. Состав топливовоздушной смеси определялся по анализу состава отработавших газов с помощью l-тестера (входит в состав газоанализатора “МЕХА”). Для этого перед нейтрализатором и после него устанавливались кислородные датчики типа лямбда-зонд [5].
Контроль температуры отработавших газов проводился с помощью измерителя регулятора фирмы «Элемер» для регистрации температур с погрешностью измерения ±1% и хромель-алюмелевых термопар, установленных в выпускной системе двигателя перед нейтрализатором и на расстоянии 150 мм от выходного фланца нейтрализатора.
Для подачи дополнительного воздуха в выпускную систему двигателя перед нейтрализатором (с целью повышения температуры последнего) использовался механический нагнетатель, обеспечивающий расход воздуха не менее 5% от максимального расхода воздуха двигателем, и электромагнитный клапан с электронным блоком управления подачей воздуха в зависимости от температуры нейтрализатора [3,7].
Для создания вибронагружения на нейтрализатор в системе выпуска установлен вибродинамический стенд УВЭП-10000, обеспечивающий частоту вибраций не менее 150 Гц и ускорения не менее 50 g. Допускаемая погрешность ± 3%. Вибрационная машина оборудована приборами для измерения ускорения. Также нейтрализатор подвергается охлаждению технической водой с помощью специальных форсунок. На рисунке 5. показан вибродинамический стенд.
Рис. 5. Вибродинамический стенд. Нейтрализатор установлен в специальной емкости.
Рис. 6. Элементы системы топливоподачи в двигатель с принудительным зажиганием.
Рис. 7. Приборы, обеспечивающие автоматическое управление испытаниями.
Дата добавления: 2022-11-11; просмотров: 101; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!