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測功器合理地使用不同的控制方法事半功倍 |
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通過電渦流瀏功機(jī)和內(nèi)燃機(jī)工作封性的比較，指出瀏功機(jī)選型時不能僅以銘牌給出的領(lǐng)定功率和轉(zhuǎn)速為依據(jù)，而必須使洲功機(jī)的功率及扭矩特性曲線包容內(nèi)燃帆對應(yīng)的特性曲線。
電渦流測功機(jī)具有結(jié)構(gòu)簡單、操作方便、測試精度高和使用壽命長等特點(diǎn)，其不同的扭矩特性和轉(zhuǎn)速特性能確保整個功率范圍內(nèi)負(fù)荷點(diǎn)穩(wěn)定，并可迅速調(diào)節(jié)載卸負(fù)荷以及很適用于程序控制和遠(yuǎn)距離操作。因此，在內(nèi)燃機(jī)測試領(lǐng)域獲得了廣泛的應(yīng)用。
測功器的選型涉及測試精度、控制方法、使用壽命及價格成本等多種因素，但所選測功機(jī)能否對需測內(nèi)燃機(jī)有效地進(jìn)行全面測試則是最主要的。
測功器的工作原理
電渦流測功機(jī)的基本結(jié)構(gòu),與轉(zhuǎn)子同軸裝有一直流勵磁線圈，此線圈流過勵磁電流時，將產(chǎn)生流過轉(zhuǎn)子和機(jī)體的磁通。磁通密度因齒狀轉(zhuǎn)子表面不同而有所不同。在轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時，磁通密度的分布是旋轉(zhuǎn)的，因而裝在機(jī)體上的渦流環(huán)便感應(yīng)產(chǎn)生渦流，一導(dǎo)致轉(zhuǎn)子和渦流環(huán)之間的磁性藕合，與出現(xiàn)的磁力相適應(yīng)，扭矩被傳遞到機(jī)體上。在渦流環(huán)上由渦流產(chǎn)生的功率等值熱量，由持續(xù)不斷的冷卻水進(jìn)行冷卻并將其帶走。
測功機(jī)的工作特性
電渦流測功機(jī)的功率特性曲線。增加勵磁電流和轉(zhuǎn)速時，測功機(jī)的吸收功率也隨之增加。但當(dāng)勵磁電流達(dá)到一定值時，由于磁路達(dá)到飽和狀態(tài)，勵磁電流不能繼續(xù)增加而保持恒定;此時繼續(xù)增加轉(zhuǎn)速時，測功機(jī)的吸收功率隨轉(zhuǎn)速的增加變化很小，幾乎表現(xiàn)為恒定。這一轉(zhuǎn)速范圍和所對應(yīng)的功率為測功機(jī)的額定轉(zhuǎn)速和額定功率。在無勵磁電流時，測功機(jī)的特性曲線相當(dāng)于不同轉(zhuǎn)速下測功機(jī)的機(jī)械損耗特性曲線，這一曲線的下方部分是不能進(jìn)行有效測試的。
電渦流測功機(jī)的扭矩特性曲線。測功機(jī)所能承受的扭矩隨著轉(zhuǎn)速的增加而增加，開始階段增長速率較快，后來逐漸趨于平緩，當(dāng)轉(zhuǎn)速達(dá)到額定轉(zhuǎn)速的最低值時扭矩達(dá)到最大值;在額定轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)，由于吸收功率的恒定，所以扭矩隨著轉(zhuǎn)速的增加而減小。在無勵磁電流時，測功機(jī)的扭矩特性曲線也有一損耗曲線與功率特性曲線相對應(yīng)。
內(nèi)燃機(jī)的工作特性
內(nèi)燃機(jī)的工作特性曲線。隨著轉(zhuǎn)速的增加，內(nèi)燃機(jī)所能發(fā)出的功率也隨之增加，在額定轉(zhuǎn)速下能發(fā)出額定功率。內(nèi)燃機(jī)具有低速大扭矩的外特性，即受外力阻礙時能以降低轉(zhuǎn)速為代價來增大扭矩克服阻力。內(nèi)燃機(jī)最大扭矩與額定工況扭矩的比值稱為扭矩適應(yīng)性系數(shù)，一般在轉(zhuǎn)速為額定值的70%左右時具有1。1~1。3的扭矩適應(yīng)性系數(shù)，當(dāng)內(nèi)燃機(jī)采用增壓等技術(shù)后，扭矩適應(yīng)性系數(shù)更大，最大扭矩所對應(yīng)的轉(zhuǎn)速更低。
測功機(jī)的正確選型
由于測功機(jī)和內(nèi)燃機(jī)都以功率和轉(zhuǎn)速作為最主要的指標(biāo)來標(biāo)定，所以常被認(rèn)為只要測功機(jī)的領(lǐng)定功率和轉(zhuǎn)速大于內(nèi)燃機(jī)的額定功率和轉(zhuǎn)速，即可進(jìn)行有效的測試，并以此作為測功機(jī)選型的依據(jù)，其實(shí)未必盡然。從測功機(jī)和內(nèi)燃機(jī)的工作特性曲線可以看到，內(nèi)燃機(jī)所能發(fā)出的功率和測功機(jī)所能吸收的功率都是相對于某一特定的轉(zhuǎn)速或轉(zhuǎn)速范圍而言的。功率的比較必須以相同的轉(zhuǎn)速為必要條件，由于內(nèi)燃機(jī)和測功機(jī)的額定轉(zhuǎn)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(nèi)燃機(jī)的最大扭矩和測功機(jī)的最大扭矩，由于各自所對應(yīng)的轉(zhuǎn)速不同，也不能直接加以比較。所以，測功機(jī)選型時必須使其功率特性曲線和扭矩特性曲線包容內(nèi)燃機(jī)對應(yīng)的特性曲線。
CW37測功機(jī)、N485QA柴油機(jī)和內(nèi)燃機(jī)A、內(nèi)燃機(jī)B的功率特性曲線。顯然，CW37測功機(jī)由于功率不足而不能對內(nèi)燃機(jī)A進(jìn)行全面測試，同時又由于功率太大導(dǎo)致空載損耗過大而不能對內(nèi)燃機(jī)B進(jìn)行全面測試。因此，對內(nèi)燃機(jī)A應(yīng)選功率比CW37大的測功機(jī)，對內(nèi)燃機(jī)B則應(yīng)選功率比CW37小的測功機(jī)。
CW37測功機(jī)和N485QA柴油機(jī)的主要技術(shù)規(guī)格見附表。從技術(shù)規(guī)格特別是功率和轉(zhuǎn)速來看，CW37測功機(jī)是能夠全面測試N485QA柴油機(jī)的。從圖5所示的功率特性曲線來看，N485QA柴油機(jī)的額定工況在CW37測功機(jī)的測試范圍內(nèi)，但低速時兩曲線基本重合，即測功機(jī)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(jī)的最大扭矩與測功機(jī)的最大扭矩?cái)?shù)值相等，但柴油機(jī)的最大扭矩工況已超越了測功機(jī)的許用測試范圍。所以，不能選用CW37測功機(jī)來測試N485QA柴油機(jī)。與此相類似的情況在測功機(jī)選型時須特別加以重視。
根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)，內(nèi)燃機(jī)具有15min功率、功率、功率和持續(xù)功率等種功率標(biāo)定，其中采用后2種功率標(biāo)定的內(nèi)燃機(jī)一般均具有110%的超負(fù)荷功率。測功機(jī)與常規(guī)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(yīng)在測功機(jī)選型時充分予以考慮。
測功機(jī)的合理使用
電渦流測功機(jī)一般具有多種控制特性。恒電流控制時，測功機(jī)的扭矩將依附于轉(zhuǎn)速而穩(wěn)定，勵磁電流可以通過一個電流調(diào)節(jié)器直接而迅速地改變，同時也迅速改變了相應(yīng)的瞬時扭矩，因此特別適用于動力傳動測試。恒轉(zhuǎn)速控制時，測功機(jī)能自動地控制所吸收的功率，以維持被試機(jī)的轉(zhuǎn)速穩(wěn)定在給出的數(shù)值上。恒扭矩控制時，測功機(jī)利用扭矩測控裝置直接測出所給定的扭矩值并加以控制，維持測功機(jī)吸收的扭矩穩(wěn)定。綜合控制時，勵磁電流按轉(zhuǎn)速比例增加，轉(zhuǎn)速增加使得吸收功率與吸收扭矩增加，但受轉(zhuǎn)速反饋的控制，因此吸收功率和吸收扭矩的增加速率比恒電流控制快。
測功器在不同的測試中，合理地使用不同的控制方法，能獲得事半功倍的效果。 |
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