LABORATORIUM SILNIKÓW SPALINOWYCH
Imię i nazwisko:			Specjalność: Silniki Spalinowe	Semestr: V	Grupa: 2
Nr ćw.: 2.1	Temat ćwiczenia: Silnikowe stanowisko hamulcowe	Nazwisko prowadzącego: Mgr inż. Marek Waligórski		Data wyk. ćw.: 10.10.2005	Ocena:

1. Cel ćwiczenia

Celem ćwiczenia jest zapoznanie się z budową silnikowego stanowiska hamulcowego; sposobem zainstalowania silnika, hamulca oraz osprzętem i instalacjami, które umożliwiają ich prawidłową pracę oraz wykonywanie niezbędnych dla prowadzonych badań pomiarów.

2. Schemat stanowiska pomiarowego

1 - badany silnik, 2 - płyta fundamentowa, 3 - lawa fundamentowa, 4 - rowki do mocowania, 5 - przekładki, 6 - wspornik, 7 - hamulec, 8 - wał z przegubami, 9 - osłona wału, 10 - miernica paliwa, 11 - układ wydechowy, 12 - wlot instalacji nawiewnej, 13 - wlot instalacji wywiewnej, 14 - dźwignia sterowania silnikiem 15 - przyciski sterowania hamulcem, 16 - miernik momentu obrotowego i prędkości obrotowej, 17 - układ chłodzenia

Dane silnika:

Nazwa: Andoria 4C90 Rodzaj zasilania: wtrysk pośredni

Liczba cylindrów: 4 N_e.: 66 kW/4100 obr/min

Pojemność skokowa: 2417 cm3 M_o: 195 Nm/2500 obr/min

3. Budowa silnikowego stanowiska hamulcowego

Badany silnik mocuje się do wsporników albo stojaków, przymocowanych do płyty fundamentowej, a ta z kolei do ławy fundamentowej. Wskazane jest, aby silnik był mocowany w podob­ny sposób i z użyciem takich poduszek gumowych, jakie przewidział wytwórca sil­nika Płyta fundamentowa musi być wyposażona w jakiś rodzaj uchwytów umożliwiających zamocowanie silnika. Zazwyczaj są to teowe rowki, dzięki którym silnik można przesuwać wzdłuż płyty. Jako materiał do wykonania płyty, często stosowane jest żeliwo, które dość dobrze tłumi drgania silnika, aby nie przenosiły się one na pomieszczenie hamowni. Płyta może być przymocowana do ławy za pomocą śrub kotwowych lub spoczywać na niej swobodnie na przekładkach gumowych albo sprężynach, co pozwala na jeszcze skuteczniejsze tłumienie drgań. Hamulec może być zamocowany do wspólnej z silnikiem płyty fundamentowej lub też bezpośrednio do ławy fundamentowej.

Silnik jest połączony z hamulcem najczęściej za pośrednictwem wału z dwoma przegubami typu Cardana lub też z przegubami elastycznymi, które na ogół wykazują większą trwałość i pewność działania ze względu na zdolność do tłumienia drgań skrętnych. Wał musi być zabezpieczony osłoną chroniącą obsługę stanowiska w przypadku jego pęknięcia.

Rozwiązanie instalacji paliwowej może być bardzo różnorodne: od skomplikowanej, przypominającej stację paliwową (podziemne zbiorniki dla różnych paliw, pompy, filtry, zbiorniki naziemne o ograniczonej pojemności, przepływomierze, odstojniki, odpowietrzacze itp.), do prostej, przeznaczonej np. dla małej hamowni badawczej lub hamowni dydaktycznej takiej jak w naszym przypadku i składającej się z: zbiornika na paliwo, filtrów filtrujących paliwo pompy paliwowej oraz przewodów doprowadzających paliwo do pompy wtryskowej. Aby układ należycie spełniał swoją rolę podczas badań musi być wyposażony w urządzenie do pomiaru ilości zużytego paliwa.

W hamowniach są stosowane dwa systemy instalacji olejowych: indywidualne lub centralne. Instalacja indywidualna to oryginalny układ olejenia silnika, często jedynie przy­stosowany do specyficznych warunków pracy w hamowni. Zainstalowanie silnika w hamowni powoduje znaczne zmniejszenie chłodzenia miski olejowej. Jest to szcze­gólnie istotne w silnikach trakcyjnych, gdzie przewidziano opływ powietrza wokół miski olejowej wywołany ruchem pojazdu. Zainstalowanie takiego silnika w ha­mowni może powodować jego przegrzewanie i nadmierny wzrost temperatury oleju Najprostszy sposób zapewnienia dodatkowego chłodzenia polega na zastosowaniu wentylatora z napędem elektrycznym. Możliwe są również inne sposoby natrysk wody na miskę olejową lub jej zanurzenie w zbiorniku z przepływem wody, zasto­sowanie wężownicy wodnej w misce olejowej lub też za­stosowanie wodnej lub powietrznej chłodnicy oleju.

Instalacje centralne są stosowane w dużych hamowniach produkcyjnych -upraszczają one gospodarkę olejami, ale jednocześnie stwarzają pewne ograniczenia np. niemożliwy jest pomiar zużycia oleju na konkretnym stanowisku.

W hamowni silnikowej stosuje się dwa typy instalacji wydechowej: zamkniętą oraz otwartą. Instalacja typu zamkniętego to szczelnie połączone elementy układu wydechowe­go (rury, kolana, złączki, zbiorniki, kondensatory, wentylator wyciągowy). Unie­możliwia ona przedostanie się spalin do hamowni, skutecznie tłumi hałas, ułatwia odprowadzenie wody kondensacyjnej, umożliwia pobieranie próbek spalin do pomia­ru stopnia dymienia lub do analizy chemicznej. Układ taki może jednak w znacznym stopniu zmienić opór wypływu spalin i warunki rezonansowe, a tym samym może wpłynąć na wyniki badań silnika.

Instalacja typu otwartego ma najczęściej oryginalny układ wydechowy silnika Wylot rury wydechowej tego układu jest umieszczony w niewielkiej odległości od przewodu wlotowego instalacji wyciągowej spalin. Układ otwarty elimi­nuje możliwość wywołania zmiany ciśnienia i zmian warunków rezonansowych spalin, ale jednocześnie gorzej spełnia warunek szczelności, utrudnia tłumienie hała­su oraz prawidłowe pobieranie próbek spalin.

Istotne kłopotliwe problemy instalacji wydechowej to naprężenia wywołane roz­szerzalnością cieplną przewodów spalinowych oraz przyłączenie instalacji do ela­stycznie zamocowanych silników, co często wywołuje pękanie kolektorów silników i połączeń. Istnieje też niebezpieczeństwo poparzeń, a także możliwość przepalenia przewodów elektrycznych oraz uszkodzeń osprzętu pomiarowego w wyniku nagrza­nia przewodów wydechowych.

Kolejną niezbędną dla prawidłowego funkcjonowania hamowni silnikowej instalacją jest instalacja wodna. Zainstalowane w hamowni silniki chłodzone cieczą mogą pracować z własnym, fabrycznym układem chłodzenia lub mogą być podłączone do zbiorowego układu obejmującego wszystkie zainstalowane silniki (lub pewną ich grupę). Zainstalowanie fabrycznego układu chłodzenia powoduje zazwyczaj kłopoty z odprowadzeniem nagrzanego powietrza, które mogą wystąpić w przypadku większej, łącznej mocy pracujących silników, podczas badań długotrwałych, gdy na zewnątrz panuje wyso­ka temperatura, gdy pomieszczenie hamowni jest niewielkie, a wymiana powietrza -mało intensywna. Wzrasta wówczas nadmiernie temperatura powietrza w hamowni, co utrudnia obsługę silników, pogarsza warunki chłodzenia, wpływa na zmniejszenie wartości współczynnika napełnienia w badanych silnikach (jeżeli powietrze jest zasysane z pomieszczenia hamowni), a więc wpływa na zmianę parametrów pracy badanych silników. Dlatego też często stosuje się modyfikacje oryginalnych układów chłodzenia, które likwidują wymienione wady. Może to być np. układ, w którym oryginalna, fabryczna chłodnica zostaje umieszczona w zbiorniku, przez który prze­pływa woda z sieci wodociągowej lub z chłodni. Regulację intensywności chłodzenia można uzyskać przez zmianę poziomu wody w zbiorniku lub też przez zmianę natę­żenia przepływu wody w układzie zewnętrznym. Można też zastosować większą chłodnicę lub wymiennik ciepła typu woda-woda, tak jak w przypadku opisywanej hamowni. Taki sam wymiennik zasilany z tej samej instalacji posiadał także hamulec elektrowirowy w który wyposażone było stanowisko. W przypadku zastosowania hamulców wodnych niezbędna jest oddzielna instalacja, zapewniająca stałą wartość ciśnienia wody.

Bardzo ważną dla prawidłowego funkcjonowania stanowiska hamulcowego i bezpieczeństwa obsługujących je osób jest instalacja wentylacyjna. W skład instalacji wentylacyjnej wchodzi instalacja wywiewna i nawiewna. Celem instalacji wywiewnej jest usunięcie z hamowni toksycznych składników spa­lin przenikających z układu wydechowego, par paliw, a także odprowadzenia razem z powietrzem ciepła wydzielonego w hamowni. Przepisy BHP wymagają, aby w ciągu godziny następowała co najmniej 30-krotna wymiana powietrza. Oprócz in­stalacji wywiewnej niezbędna jest też instalacja nawiewna; jej brak może powodo­wać powstanie w hamowni stałego podciśnienia. Podciśnienie może wywołać silne przeciągi, trudności w otwieraniu drzwi i okien, ale przede wszystkim wpływa na osiągi silnika.

4. Wnioski

Zainstalowanie silnika na stanowisku hamulcowym stwarza nowe problemy związane z koniecznością zapewnienia mu prawidłowych warunków pracy. Praktycznie cały osprzęt i instalacje silnika muszą być zaprojektowane na nowo, lub przekonstruowane, gdyż te, w które wyposażony jest silnik standardowo, gdy jest zamontowany w pojeździe, nie spełniają swojej roli. Rozwiązania wymaga m.in. problem ciepła wydzielanego przez silnik zarówno przez układ chłodzenia jak i wydechowy. Jednak na stacjonarnym silnikowym stanowisku hamulcowym można przeprowadzać wiele badań i eksperymentów, których wykonanie w warunkach gdy silnik zamontowany jest w pojeździe.

byłoby trudne i niewygodne lub wręcz niemożliwe.

---