Стенды для испытаний двигателей внутреннего сгорания с системой автоматизации PUMA Open ENGINE TESTING состоят из системы автоматизации PUMA Open ENGINE TESTING, асинхронного электрического тормоза DYNOROAD 308/3.5 SL, создающего тормозной момент на испытываемом двигателе, датчика крутящего момента силы T10FS 5KNM фирмы «Hottinger Baldwin Messtechnik GmbH», Германия, комплекта датчиков измерения температуры и давления, и приборов для измерения массового расхода топлива (AVL 735S) с системой контроля температуры топлива и системы измерения выбросов вредных веществ с отработавшими газами (далее - ОГ) двигателя AMA 1800.

Система автоматизации PUMA Open ENGINE TESTING представляет собой модульную конструкцию, состоящую из базового блока и измерительных модулей F-ЕЕМов. Измерительный модуль F-FEM-AIN предназначен для измерения аналоговых сигналов по 16 входным каналам непосредственно с диагностируемого оборудования, а также позволяет измерять сигналы с тензометрических датчиков. Измерительный модуль F-FEM-CNT предназначен для измерения частоты вращения двигателя и временных периодов электрических сигналов. Измерительный модуль F-FEM-DAC предназначен для генерирования выходных аналоговых сигналов для получения на выходе либо напряжения, либо тока. Измерительный модуль F-FEM-DIO предназначен для ввода/вывода цифровых каналов по 16 входным и 16 выходным каналам на реле с нормально разомкнутыми контактами.

Асинхронный электрический тормоз DYNOROAD 308/3.5 SL представляет из себя электрическую машину, способную работать как в моторном, так и в генераторном режиме. На выходном валу тормоза установлен датчик крутящего момента силы T10FS 5KNM, а на другом конце вала - датчик частоты вращения ROD 426. Принцип работы датчика крутящего момента силы основан на преобразовании упругой деформации элемента датчика, возникающего при приложении крутящего момента силы в аналоговый электрический сигнал. Сигнал пропорционален измеряемому крутящему моменту силы, приложенному к телу датчика. Принцип измерения частоты вращения основан на преобразовании угла поворота коленчатого вала в последовательность электрических импульсов, величина которых пропорциональна частоте вращения. Вторичный микропроцессорный прибор EMCON 400 подсчитывает количество импульсов от датчика ROD 426 в единицу времени и отображает частоту вращения вала. Информация о результатах измерений крутящего момента силы и частоты вращения отображается на дисплее, расположенном на лицевой панели прибора EMCON 400, а также передается в компьютер системы автоматизации PUMA Open ENGINE TESTING.

Стенды включают в себя 22 датчика измерения температуры, из которых 12 датчиков являются термопреобразователями сопротивления PT100/FEM-AI и предназначены для измерений температуры всасываемого воздуха, охлаждающей жидкости, масла и топлива и 10 датчиков - кабельными термоэлектрическими преобразователями КТХА с НСХ типа «К» (по ГОСТ Р 8.585-2001), предназначенные для измерений температуры отработанных газов. Датчики температуры через измерительные модули F-FEM-AIN и F-FEM-P соединены с системой автоматизации PUMA Open ENGINE TESTING.

Два вспомогательных модуля C-FEM-P и F-FEM-AIN предназначены для поканальных измерений избыточного и абсолютного давления, посредством подключения датчиков давления.

Каналы модулей предназначены для измерений:

• - барометрического давления;

• - давления масла;

• - давления-разрежения воздуха на впуске;

• - давления отработавших газов;

• - давления воздуха после компрессора.

Каждый из вспомогательных модулей (C-FEM-P и F-FEM-AIN) может включать до 8 датчиков каждый.

Базовый блок имеет встроенный источник питания с напряжением 24 В и системную плату сопряжения с ПК.

Принцип действия прибора для измерений массового расхода топлива AVL 735S основан на использовании силы Кориолиса, зависящей от массы жидкости и скорости её движения. При прохождении топлива через изогнутую трубку датчика, трубка изгибается пропорционально массовому расходу под воздействием силы Кориолиса. Угол изгиба трубки измеряется специальным датчиком. При этом происходит прямое измерение массового расхода топлива. В дальнейшем сигнал от датчика поступает в микропроцессорный блок обработки сигнала и через интерфейс RS232 в систему автоматизации PUMA Open ENGINE TESTING.

Система измерения ОГ AMA 1800 представляет собой многоканальный газоанализатор, состоящий из трех основных модулей, размещенных в одной стойке: модуля управления, аналитического модуля и модуля подготовки пробы. Модуль управления выполняет функции управления режимными параметрами установки и обработку данных. При помощи этого модуля производится запуск всей системы, градуировка анализаторов, выполняется диагностика, осуществляется связь с 5 газоаналитическими блоками (анализатор CO2 EGR - для контроля рециркуляции отработавших газов, подогреваемый анализатор углеводородов ТНС; подогреваемый анализатор оксидов азота NO/NO_X; анализатор оксидов углерода CO₂/CO_H (высокие)/СО_L (низкие) и анализатор O₂) и внешней системой управления. Модуль подготовки пробы предназначен для отбора пробы ОГ двигателя из выхлопной трубы. Отобранная проба фильтруется, кондиционируется по температуре и для анализаторов СО2, СО и О2 осушается. Установку режимных параметров и запуск газоаналитической установки выполняют с помощью ПО, установленного на внешнем ПК. На мониторе высвечиваются поля показаний газоаналитических блоков, каждое поле отражает тип, результаты измерений и технические параметры, относящиеся к измерениям. Анализаторы CO₂ egr, СО₂/СО_Н (высокие) и О₂ функционируют в индикаторном режиме, без нормирования метрологических характеристик.

Принцип действия газоанализаторов: метод инфракрасной спектрометрии (CO, CO2), хемилюминесцентного детектирования (NO/NOX), парамагнитной восприимчивости (O2), пламенной ионизации (определение суммы углеводородов ТНС в пересчете на метан).

Фотография общего вида стенда приведена на рисунке 1.

Рисунок 1 - Стенды для испытаний двигателей внутреннего сгорания с системой автоматизации PUMA Open ENGINE TESTING

Пломбирование компонентов стендов для испытаний двигателей внутреннего сгорания с системой автоматизации PUMA Open ENGINE TESTING не предусмотрено.

Метрологические и основные технические характеристики стенда приведены в таблицах 2 и 3.

Таблица 2 - Метрологические характеристики

Таблица 3 - Основные технические характеристики