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    測功器合理地使用不同的控製方法事半功倍
     

        通過電渦流瀏功機和內燃機工作封性的比較,指出瀏功機選型時不能僅以銘牌給出的領定功率和轉速為依據,而必須使洲功機的功率及扭矩特性曲線包容內燃帆對應的特性曲線。

        電渦流測功機具有結構簡單、操作方便、測試精度高和使用壽命長等特點,其不同的扭矩特性和轉速特性能確保整個功率範圍內負荷點穩定,並可迅速調節載卸負荷以及很適用於程序控製和遠距離操作。因此,在內燃機測試領域獲得了廣泛的應用。

        測功器的選型涉及測試精度、控製方法、使用壽命及價格成本等多種因素,但所選測功機能否對需測內燃機有效地進行全麵測試則是最主要的。

        測功器的工作原理

        電渦流測功機的基本結構,與轉子同軸裝有一直流勵磁線圈,此線圈流過勵磁電流時,將產生流過轉子和機體的磁通。磁通密度因齒狀轉子表麵不同而有所不同。在轉子旋轉時,磁通密度的分布是旋轉的,因而裝在機體上的渦流環便感應產生渦流,一導致轉子和渦流環之間的磁性藕合,與出現的磁力相適應,扭矩被傳遞到機體上。在渦流環上由渦流產生的功率等值熱量,由持續不斷的冷卻水進行冷卻並將其帶走。

        測功機的工作特性

        電渦流測功機的功率特性曲線。增加勵磁電流和轉速時,測功機的吸收功率也隨之增加。但當勵磁電流達到一定值時,由於磁路達到飽和狀態,勵磁電流不能繼續增加而保持恒定;此時繼續增加轉速時,測功機的吸收功率隨轉速的增加變化很小,幾乎表現為恒定。這一轉速範圍和所對應的功率為測功機的額定轉速和額定功率。在無勵磁電流時,測功機的特性曲線相當於不同轉速下測功機的機械損耗特性曲線,這一曲線的下方部分是不能進行有效測試的。

        電渦流測功機的扭矩特性曲線。測功機所能承受的扭矩隨著轉速的增加而增加,開始階段增長速率較快,後來逐漸趨於平緩,當轉速達到額定轉速的最低值時扭矩達到最大值;在額定轉速範圍內,由於吸收功率的恒定,所以扭矩隨著轉速的增加而減小。在無勵磁電流時,測功機的扭矩特性曲線也有一損耗曲線與功率特性曲線相對應。

        內燃機的工作特性

        內燃機的工作特性曲線。隨著轉速的增加,內燃機所能發出的功率也隨之增加,在額定轉速下能發出額定功率。內燃機具有低速大扭矩的外特性,即受外力阻礙時能以降低轉速為代價來增大扭矩克服阻力。內燃機最大扭矩與額定工況扭矩的比值稱為扭矩適應性係數,一般在轉速為額定值的70%左右時具有1。1~1。3的扭矩適應性係數,當內燃機采用增壓等技術後,扭矩適應性係數更大,最大扭矩所對應的轉速更低。

        測功機的正確選型

        由於測功機和內燃機都以功率和轉速作為最主要的指標來標定,所以常被認為隻要測功機的領定功率和轉速大於內燃機的額定功率和轉速,即可進行有效的測試,並以此作為測功機選型的依據,其實未必盡然。從測功機和內燃機的工作特性曲線可以看到,內燃機所能發出的功率和測功機所能吸收的功率都是相對於某一特定的轉速或轉速範圍而言的。功率的比較必須以相同的轉速為必要條件,由於內燃機和測功機的額定轉速具有一定的差異,因此其額定功率也不能等同而論。同樣,內燃機的最大扭矩和測功機的最大扭矩,由於各自所對應的轉速不同,也不能直接加以比較。所以,測功機選型時必須使其功率特性曲線和扭矩特性曲線包容內燃機對應的特性曲線。

        CW37測功機、N485QA柴油機和內燃機A、內燃機B的功率特性曲線。顯然,CW37測功機由於功率不足而不能對內燃機A進行全麵測試,同時又由於功率太大導致空載損耗過大而不能對內燃機B進行全麵測試。因此,對內燃機A應選功率比CW37大的測功機,對內燃機B則應選功率比CW37小的測功機。

        CW37測功機和N485QA柴油機的主要技術規格見附表。從技術規格特別是功率和轉速來看,CW37測功機是能夠全麵測試N485QA柴油機的。從圖5所示的功率特性曲線來看,N485QA柴油機的額定工況在CW37測功機的測試範圍內,但低速時兩曲線基本重合,即測功機可能已滿量程或超量程工作。從圖6所示的扭矩特性曲線上可以看到,盡管柴油機的最大扭矩與測功機的最大扭矩數值相等,但柴油機的最大扭矩工況已超越了測功機的許用測試範圍。所以,不能選用CW37測功機來測試N485QA柴油機。與此相類似的情況在測功機選型時須特別加以重視。

        根據國家標準,內燃機具有15min功率、功率、功率和持續功率等種功率標定,其中采用後2種功率標定的內燃機一般均具有110%的超負荷功率。測功機與常規的儀器儀表一樣,為提高測試精度和延長使用壽命,一般是不宜滿量程工作的。這些因素都應在測功機選型時充分予以考慮。

        測功機的合理使用

        電渦流測功機一般具有多種控製特性。恒電流控製時,測功機的扭矩將依附於轉速而穩定,勵磁電流可以通過一個電流調節器直接而迅速地改變,同時也迅速改變了相應的瞬時扭矩,因此特別適用於動力傳動測試。恒轉速控製時,測功機能自動地控製所吸收的功率,以維持被試機的轉速穩定在給出的數值上。恒扭矩控製時,測功機利用扭矩測控裝置直接測出所給定的扭矩值並加以控製,維持測功機吸收的扭矩穩定。綜合控製時,勵磁電流按轉速比例增加,轉速增加使得吸收功率與吸收扭矩增加,但受轉速反饋的控製,因此吸收功率和吸收扭矩的增加速率比恒電流控製快。

        測功器在不同的測試中,合理地使用不同的控製方法,能獲得事半功倍的效果。

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