一、概述:
电力测功机的内燃机测试系统是“威格”根据多年来对内燃机台架试验不断地研究,根据发动机测试系统的更新换代的产品。内燃机测试系统具有以下特点:
⑴采用的单片机作为采集和控制的核心,单片机自带高速12位A/D和D/A,因此大大减少了元器件的数量和电路板的尺寸,同时也大大提高了可靠性,并且使得维修变得很简单。
⑵将控制核心和计算机结合在一起,显示转速、扭矩、输出功率。
二、内燃机测试系统的构成:
● 内燃机测控系统柜 | 壹台(与计算机一起安装在仪表柜上) |
● 高速电力测功机 | 壹台(安装在铸铁平台上) |
● 工业控制计算机 | 壹台(与测控系统一起安装在仪表柜上) |
● 液晶显示器 | 壹台(安装试验室的系统柜上) |
● 安装测功机铸铁平板 | 壹块(安装测功机和发动机) |
● 油门执行器 | 壹台(安装在发动机附近) |
● 动态扭矩传感器 | 壹台(安装测功机和发动机之间) |
三、内燃机测试系统的技术性能和参数:
(一)功率测量:
1.转速部分:
测量范围0~12000r/min,测量精度0.1%±1r/min;
2.扭矩部分:
测量范围:0-15NM;测量精度:与测功器配套,整机精度≤±0.4%F·S
3.功率部分:
功率为计算值,由计算机计算和屏幕直接显示。其计算公式如下:
功率=转速(r/min)×扭矩(N·m)/9550 (kW)
(二)油耗测量:(略)
1.油耗测量:
内燃机测试系统的油耗测量采用重量法油耗仪或容积法油耗仪来完成的,油耗测量的主要技术参数如下:
⑴重量法油耗仪:
a.测量精度和范围:
测量范围 | 显示位数 | 称重分辨率 | 称重精度 | 测量时间范围 | 计时精度 |
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.显示:油耗量5位,时间3位;每秒同步刷新油耗量及时间;20位光柱实时监视油杯中的液位。
⑵容积法油耗仪:
a. 油耗测量范围:共分六档量程:5ml、5ml、5ml、10ml、10ml、20ml;
其它规格用户定做。
b. 测量精度:优于满量程值的±0.5%。
c. 时间计量范围:0~99.99秒,精度0.01秒。
d. 显示:油耗容积2位,时间4位;7个发光二极管监视油位。
2.燃油消耗量和燃油消耗率:
燃油消耗量和燃油消耗率为计算值,其计算公式如下:
⑴重量法:燃油消耗量=3.6×油耗重量(g)÷耗油时间(s) (kg/h)
容积法:燃油消耗量=3.6×油耗容积 (ml)×汽油密度(g/ml)÷耗油时间(s) (kg/h)
⑵燃油消耗率=(1000×燃油消耗量÷实测功率) (g/kW·h)
(三)温度、压力测量:
仅在PC机上显示测量值。内燃机参数测量模块主要技术指标如下:
传感器类型 | 测量范围 | 测量精度 | 备 注 |
K型热电偶 | 0~999℃ | ±1%F·S | 与传感器连接后的总测量精度 |
T型热电偶 | 0~150℃ | ±1%F·S |
变送器 | 4~20mA | ±0.5%F·S |
由于各种内燃机的温度传感器和压力变送器的安装尺寸不同,因此用户必须在订货时明确联接尺寸。
(四)测功器负载的控制和油门位置控制:
⑴测功器负载的控制方式:
恒转矩控制方式 恒定精度优于0.5%F·S
恒转速控制方式 恒定精度优于±5r/min
⑵油门位置:
内燃机测试系统采用油门执行器,直线式,全行程35mm,全行程时间<3s,拉力≥3.5kgf,开度显示值0~100%,测量精度优于1%。
油门控制方式为:恒位置控制方式,恒定精度优于1%F·S。
(五)系统的报警及控制:
⑴超速报警保护功能:
超速设定可在0~11999r/min任意设定,由PC来控制发动机的超速报警后的控制动作。当发动机转速超过限速给定值时,超速指示灯亮、蜂鸣器报警,同时使油门执行器回到零位。
⑵超负载保护功能:
超负荷设定可在0~测功机满量程扭矩之间任意设定,由PC来控制发动机的超负荷控制动作。当发动机扭矩超过限速给定值时,超负荷指示灯亮、蜂鸣器报警并切断测功机的负载及发动机的点火触点,同时使油门执行器回到零位。
⑷测功机参数的设定超限报警保护功能:
设定控制器面板参数
⑸紧急停车功能:
按下“紧停”按钮,切断负载,切断发动机点火触点,同时使得油门执行器回到零位。
(六)仪器正常工作条件:
⑴环境温度: 0~40℃
⑵相对湿度: ≤90%R·H
⑶电源: AC220V/380V±10%/50Hz
四、内燃机测试系统在内燃机试验室
内燃机测试系统在各单元之间均由串口通讯的方式连接,从而大限度地减少了连接电缆。因此,即大大地提高了系统的可靠性,又大大地降低了今后维修服务的复杂性和费用。而每个单元和PC机之间,通过通讯控制器,进行数据的双向传送。各单元之间实行电源隔离,如此可以有效地避免由于某一单元器件的损坏导致其它单元的损坏.
1、测功机和油门的控制:
内燃机测试系统是通过测控单元的单片机来实现对测功器的负载和油门位置的控制的,测功器负载和油门开度的调节,可采用手动调节给定器来完成,也可通过PC机向测控单片机发送控制值来完成。内燃机测试系统可以通过不同的数字PID控制模式,来实现对交流电力测功器的负载控制和发动机油门的调节。
⑴测功器的负载控制:
为了使测功器大限度地满足各种发动机试验要求,内燃机测试系统的控制单元有调节特性(工作方式)供用户
⑵发动机油门的调节:
内燃机测试系统采用油门执行器,油门控制方式为:恒位置控制方式,恒定精度优于1%F·S。
⑶油门恒位置控制:
通过测控单片机的PID调节控制,将发动机的油门位置稳定在设定值上。这种方式可以和上述电力测功机的任一控制方式组合,来调节油门的位置和测功机的负载。具体组合,由用户根据试验要求自己选择。
⑷报警保护控制:
在测控单元中,采用继电器和逻辑电路构成发动机超速报警保护、测功器过电流、过功率保护和紧急停车电路。这是充分考虑到,即使测试系统的PC机、各单元的单片机由于各种原因产生故障时,系统仍然可以可靠的对发动机和测功器进行保护。由于发动机试验的环境相当恶劣,因此这样的设计是非常必要的。
2、通讯控制单元:
通讯控制单元负责控制整个系统的各部分间的双向数据传送,同时将系统的各单元隔离,不共电源和地。如此,即使某一单元的器件损坏,也不会导致别的单元跟着损坏。
五、试验环境要求:
电源电压:380V±10%,环境温度:0-40C゜,相对湿度:<90%
接地要求:要有独立的接地地线
供电系统连接:手动操作的分断设备。