发动机试验台架方案DOC.docx

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发动机试验台架方案DOC

试验室柴油发动机试验台架

xxxx公司

2013年xx月xx日

公司

公司是一家拥有完善的自动化控制系统产品开发、生产、销售、服务结构体系的企业，

本公司专业从事工业自动化系统、建筑物自动化监控系统、智能小区管理系统的设计、产品

生产、工程安装、系统调试、技术支持等一系列服务。

本公司技术实力雄厚、工程经验丰富、质量优良，有一批具有专业自控技术和软件经验

的一流技术人员，能为用户提供高性价比自动化产品一体化解决方案。

本公司的产品以其技

术先进、开放灵活、高性价比的特点，已经在化工、冶金、电力、电子、测控、楼宇自控等

领域得到广泛的应用。

一、台架试验室规划

1、试验室布置

2、供电（气）系统

3、冷却水系统（测功机冷却水系统，发动机冷却水系统）

4、通风系统

5、发动机进气与排气系统

6、消声与隔震

7、燃油，机油供给系统

8、安全防范（消防）与图像监控系统

9、测功机、油耗仪、烟度仪

10、计算机测试系统

二、试验目的与依据

2．1目的

安装在试验台上的发动机能模拟标准的使用条件或尽可能地接近标准使用

条件；便于安装、调整、检查和更换发动机；有良好的通风、消音、消烟、隔振

设施，尽可能改善试验人员的工作条件。

通过对台架的设计、制造、安装，完成发动机出厂测试试验，出厂试验基于

发动机在各种试验工况下监控其运行参数，与发动机出厂试验规范数据对比，检

查测试数据有效性完成出厂试验，生成出厂测试报告。

试验过程记录数据项目包

括以下：

1、发动机磨合

2、发动机额定工况

3、发动机最大扭矩工况

4、电子工况

5、怠速工况测试参数包括以下

序号

测量参数名称

测量范围

测量精度

备注

01

转速

0-7000r/min

±1rpm

02

扭矩

0-999N.m

0.5%

03

功率

计算

04

燃油消耗量

0.5%

油耗仪

05

外循环进水温度

0-200℃

1%

06

外循环出水温度

0-200℃

1%

07

测功机出水温度

0-200℃

1%

08

发动机进水温度

0-200℃

1%

09

发动机出水温度

0-200℃

1%

10

进气温度

0-200℃

1%

11

排气温度

0-1000℃

1%

K热电偶

12

机油温度

0-200℃

1%

13

燃油温度

0-200℃

1%

14

排气背压

0-300kPa

2%

15

进气阻力

-100-100kPa

2%

16

机油压力

0-1000kPa

2%

17

主油道压力

0-1MP

2%

18

大气温度

0-100℃

1%

19

相对湿度

0—100RH

1%

20

大气压力

2%

21

烟度

烟度仪

22

发动机的转速、扭矩、油耗、温度、压力等参数的测量精度不低于标准中规

定的要求试验台一体原则，能完成多功能的整体试验。

2．2依据标准

《发动机性能试验方法》GB/T18297-2001

《发动机可靠性试验方法》GB/T19055-2003

《工业自动化仪表工程施工及验收规范》（GBT93-86）

《自动化仪表安装工程质量检验标准》（GBJ132-90）

《电器装置安装工程电缆线路施工及验收规范》（GB50168-92）

《大楼通用综合布线系统》（YD/T925.1-97）

《电气装置安装工程施工及验收规范》（GB50254-50259-96）

三、试验室布置

发动机试验间与台架控制室隔离，台架控制室安装双层消音玻璃窗用于发动

机的人工监控，发动机试验间与台架控制室间由两道安全通道门相通。

试验间与台架控制室采用一下两种方式之一：

1、有摄像图像监控情况，发动机、测功机纵向布置，安全性更高

2、无摄像图像监控情况，发动机、测功机横向布置，便于观察

试验台基础用于安装测功机和发动机，由于发动机在运转试验时会产生较大

考虑了以下原则：

①基础应有足够的质量，以使发动机试验时的振动降到最低限度。

②试验台基础及其上的结构件有足够的刚性，在强烈的振动下不会产生扰性

变形。

结构件的谐振频率避开发动机运行时产生的震动频率。

③试验台采取有效的隔振措施，减小试验台振动能量向外界传递。

试验台基础由以下部分组成：

水泥基础：

根据发动机功率确定基础质量；

铁地板（T型槽板）：

根据发动机功率确定尺寸；

连轴器或万向轴：

用于连接发动机与测功机并传递动力；

支架：

用于安装发动机。

四、供电（气）系统

完成对发动机测试台架供电供气，包括以下

试验间及控制间的照明回路

控制系统用电（送排风，水泵），

控制间供电

仪器仪表

气动工具，气动仪表

发动机启动

发动机启动可采用2种模式：

1电瓶启动：

优点是安装移动方便；缺点是需要定期更换、维护和保养，

需充电设备；台架不可共用，。

2变压器整流：

优点是维护量小，台架可以共用一套整流启动设备。

缺点

是一次性投入高。

五、水系统

由于采用水力测功机，发动机水系统分为冷却水系统和测功机进回水系统。

5.1发动机冷却水系统为保障发动机稳定长时间运行而设计。

整个系统由流

量调节阀、气动球阀、热交换器、膨胀水箱、自动排气阀、磁翻版液位计、冷却

液储液箱、加注水泵、气动隔膜泵及控制等组成。

通过对外循环水的自动控制，利用热交换器换热，保证动机内循环水温度稳

定。

发动机在测试过程中水消耗的内循环水，通过自动补水功能完成。

测试前，第一次补水完成后即可进入自动状态，直至试验结束，如无其它故

障，水系统不需人工干预，完成自动补水，控温，监视，报警等。

具体如下：

1温控阀采用气动调节阀，自带PID调节模块，闭环自动控制，通过采集的温

度反馈自动调节冷却液的流量开度，使冷却液温度始终保持在设定值控制精度范

围内。

2膨胀水箱容量50L（初步按照50L设计），液位有效容积30L，采用液位传感

器控制水泵和电磁阀开关来自动补水。

膨胀水箱设有限压放气阀和自控排气阀，

限压放气阀可控制循环密闭管路和膨胀水箱的压力（103kPa）；自控排气阀用于

在向发动机注水时和抽水时通大气作用，确保液位控制的可靠性，确保抽水干净。

3系统自带电控柜，内设PLC和PID控制线路。

面板上设有控制电源、液位指

示、注水按钮、排水按钮、控制温度显示窗。

电控柜独立于管路布置到试验控制

室，操作按钮可布置到台架上。

4试验结束后，从发动机水泵口采用外置气动隔膜泵将发动机内的循环水抽入

冷却液储液箱内，回收内循环水，同时保证拆卸操作人员不被烫伤。

5发动机的注水采用管道泵压力注水，同时将发动机内的空气强制排出。

⑥系统在冷却液储液箱的液位低于下限时自动打开补液电磁阀从高位储液箱重

力补液。

⑦发动机内、外循环水管道设有过滤器等装置。

5.1测功机水系统

保证测功机用水，设置进回水气动球阀，手动闸阀。

六、试验间通风系统

为保证试验间试验过程中的试验环境，发动机能达到最佳功率输出，试验间

的送风和抽风也是很重要的一环。

试验间设置4套抽风机，可单独启动。

七、发动机进气与排气系统

发动机进气管道与排烟管道按满足出厂试验制作，进气安装空气滤清器；对

排气系统的要求应尽量把全部废气排出室外，并且应有良好的消音系统，减少噪

音和废气对发动机测功的影响及对人身健康的危害。

八、消声与隔振

试验台架基础建设，内部装修，充分考虑消声隔振，设独立式基础。

墙面装

饰吸音材料等

九、燃油，机油供给系统

提供发动机所需燃油，机油系统。

十、水力测功机

十一、油耗仪

十二、烟度仪

十三、视频监控系统

发动机、电涡流测功机、发

发动机自动测试控制系统包含：

测控仪、智能油耗

该系统具有如下先进特性：

采用了先进的SMART-3000开放型现场总线控制技术，系统具有网络特性；

采用模块化设计技术，保证维护的方便、快捷；

采用了数字增量控制方式，保证了无扰动切换；

采用全数字PID调节方式，提高了控制稳定性；

采用全数字标定方式，软件线性化处理，减小了人为的标定误差；

异常情况下的报警、保护处理和人为干预，保护功能完善的报警系统；

系统错误的自诊断功能；

功能完善的测控软件；

性能完善的试验保障系统。

系统框图

1、发动机安装支架

发动机安装支架按照用户方需求设计制造设计，以适应不同型号的发动机试验。

2、测控仪

测控仪用于实现测量和控制发动机的转速、扭矩，该测控仪与传统的控制仪相比具

有下列特点：

液晶显示发动机转速、扭矩、功率、油门开度、水门开度（励磁电流）、油耗、

进水温度、出水温度、机油压力、排气温度。

采用数字PID控制，转速、扭矩，控制稳定、快速。

具有多种控制方式，各种控制方式切换完全无扰动。

高精度数字电位器及数字增量方式调整，电位器无磨损，控制设定快捷自如。

采用数字标定和自稳零技术，使数据测量更加稳定、可靠。

所有测量参数具有三级报警（报警、保护、紧急处理），各级报警值可任意设定。

采用总线通信技术，使它与上位机或网络上的其他节点的数据传输更加方便、快

捷、可靠。

3、数据采集系统

使用LWN-E系列智能节点进行数据采集和控制。

能够将所有采集的数据

处理后，通过通讯适配器传送给上位机显示、存盘、打印、报警、测试过程

控制设置等。

采用数字化技术，简单、快捷。

高智能化，丰富的自检、提示

和参数设置功能，模块化设计使结构简化，可靠性提高，可维护性好。

4、油门、励磁驱动单元

该单元由油门、励磁两个驱动模块组成，可与各种电涡流测功机、油门执行器配套

使用，能方便地实现对测功机，发动机的油门的手动（或程控）加载或卸载，采用PWM

输出，输入、输出光电隔离。

面板上安排有模拟表头，利用面板上的开关切换可以看到

测功机的励磁电流和给定励磁电流（或油门位置和给定油门位置）的开度，面板上还安

排有“程控/手动”切换开关，可以对测功机的励磁（或油门执行器的开度）实现程控

或手动控制。

5、智能油耗仪简介

智能油耗仪主要用于测量各种汽油机，柴油机的燃油消耗。

它采用一体化设计技术，

油耗测量变送器和显示仪表集于一体，可以独立的完成发动机燃油消耗的测量。

该油耗

仪采用先进的总线技术，可使多台测试仪器联网，同时保留了标准的RS232/485串行接

口，可方便的与通用微型计算机或其它智能仪表组成更高级的测试系统，或实现远程控

制。

是一个独立而完整的油耗测量

缩短了测量准备时间，减少了

采用一体化设计技术，集传感器和二次仪表于一体，

仪器，并可根据用户要求配置隔室测量、控制仪表。

兼有平均油耗和瞬时油耗测量的双重功能；

平均油耗时间可任意设置，并有掉电保护功能；

任何油面都可进入测量，而不必每次测量前先充油，电磁阀动作次数，从而延长了电磁阀使用寿命；可保存前十次平均油耗量测量数据，用键盘可方便的翻阅，便于对照；采用先进的数字标定技术，使仪器的标定十分方便而简单；设有标定密码，在无授权的情况下不能任意修改，保证参数的准确性；全密封设计，燃油不会溢出，保证使用的安全性。

6、电喷回油处理器

在电喷柴油发动机研制和生产的过程中，燃油消耗的经济性是一项至关重要的指

标，用传统的重量法油耗仪测量电喷柴油发动机的