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1、发动机台架自动上水控制装置的研制发动机出厂前都要经过试验，对整机性能进行全面的质量检查，以考核制造、装配 质量及功率、油耗等主要的性能指标是否达到出厂验收标准。因此，发动机厂都设有出 尝试验车间。一、试验间的要求1、建立试验间的注意事项（1）、根据发动机的功率大小和产量选择测功器的型号和数量，以此确定车间的规 模。（2）、根据生产工艺的流程将试验车间设置在装配与喷涂车间之间或附近，由于振 动的原因车间的位置应设在距离精密的车床较远的地方。（3）、车间的面积和设备布置应保证发动机运输、安装和操作方便，（4）、车间结构应满足采光、照明、排烟和通风的要求，并应考虑防震和隔音等措 施。2、发动机试验台
2、发动机在试验台上进行的试验称台架试验。试验台要保证试验条件达到标准要求， 并能迅速、准确测录发动机各项工作参数。3、对试验台的要求（1）、发动机安装容易操作方便并具有一定的通用性，便于试验不同类型的发动机。 发动机的曲轴与测功器转子轴用联轴节连接。（2）、试验条件尽量与发动机的使用条件一致。（3）、试验设备及仪表的精度等级要符合要求，一保证能够准确的测量各有关参 数。（4）、尽可能采用先进的测试仪表和技术，逐步实现测试技术的自动化和现代化。二、试验间的组成目前，大多数的实验间都采用水力测功器，他是有测功器及试验台架、测功器供水 系统发动机油路系统、冷却水循环系统和排气烟道及测量装置等组成。测功
3、器和试验台架的基础: 测功器和安装发动机的台架都固定在水泥基础上。基础应使用不低于 90 号的混凝 土浇制，其中水泥、沙、石子的配方按体积为1：2.5：4 混合。基础的尺寸和形状应根 据测功器和发动机的结构尺寸确定。测功器的脚螺钉的加工和安装按说明进行，试验台架需要自行设计。基础与墙壁之间的距离应不小于 1.5 米，周围应做 300 毫米宽，800 毫米深的防震 沟，沟上覆盖木板或带孔的铸铁板，为了便于检修管路可将水管、油管经防震沟引向试 验台架。必须埋设在地下的管路（如电缆等）。应在浇灌混凝土前进行，如果发动机的 排气管从地下引出，则应距电缆线管 0.5 米以上。三、测功器的分类及工作原理测
4、功器由制动器、测力机构和测速装置等几部分组成。制动器调节被测动力机械的 负荷，并同时把所吸收的功转化为热能或电能，测功机构和测速机构则分别测量被测动 力机械的输出转矩及其相应的转速。常用的测功机有电力测功机、水力测功机和磁粉测功机。他们是根据测功机的作用 力矩与测功机反作用力矩的大小相等、方向相反的原理来测量转矩的。因此，所测转矩 可以通过作用在测功机上的旋转力矩（即制动器外壳上的反力矩）来指示，也可通过作 用在被测动力机械上的反力矩在指示。现在的测功机大部分都采用的是水力测功机。 （一）水力测功机（1）、基本工作原理： 水力测功器是一种典型的吸收型的测功器，他是将发动机的输出功率转变成热量
5、消耗掉，同时在此过程中完成转矩的测量。水力测功机主要有转子和、定子（外壳）组成，他的基本工作原理是利用转子在充 满水的顶定子中旋转所产生的摩擦力来吸收发动机功率。同时通过与可摆动的外壳相连 的测力机构测出转矩。由于转子的结构不同，水力测功器大体上可分为柱销式、盘式和 涡流室式 3 种型式。（a） 柱销式水力测功器 柱销式水力测功器的结构是有转轴和转鼓组成的，沿转鼓圆周装有两排或几排方形的 柱销，定子也装有同样的一排柱销，同时定子的内壁还铸有肋条，定子（外壳）通过轴 承浮装在支架上，故定子可以相对于支架作自由摆动。当发动机带动测功器转动时定子的内 腔通过一定的水量，水量的大小和由进水阀 和排水阀
6、控制，在转子柱销的搅动下，定子内腔的水随之旋转，在离心惯性力的作用下， 水被甩向外缘形成强烈的运动着的涡流水环，而水环的旋转运动被定子柱销和肋条所阻 碍，由于水环和柱销的相互作用，定子受到的作用力产生绕转轴的转矩，使其有向着转 子旋转方向摆动的趋势。如果略去支承定子的轴承的摩擦力矩（这个摩擦力矩在全负荷 时约为测定转矩的 0.01%0.02%，略去引起的误差很小）。则在发动机转速稳定时，水环 冲击定子的力矩必然等于发动机带转子旋转的转矩，这一转矩可以直接通过与定子外壳 相连的测力机构测量出来。如果在距转轴中心R处的外壳的制动臂处挂一重物，使外壳受此重物的重力P作用， 处于平衡的状态，此时制动转
7、矩Mk与发动机输出的转矩Me必然相等，为：Mk=Me=P X R所以发动机的有效功率为：Ne=Mew=MeX2n n/60 X10-3二MeN/9549二PRN/9549二PRN(KW)式中：K 测功器常数，一般取K=0.001P 测功器读数N 发动机转速在实际的测功器结构中，利弊不是简单的一根长为R的杆，而是一套由齿轮、杠杆 等部件组成的复杂的磅秤机构，其中重力P是由摆锤来施加的，通过这套机构可以从测 功器的面盘指针直接读出所测的力矩值。可以证明，水力测功器制动转矩的大小与转速的平方成正比，与水环的内半径五次 方的差数成正比，还与测功器柱销以及壁面与水的摩擦力成正比。因此测功器柱销及内表面越
8、粗糙、测功器尺寸越大、转速越高制动转矩就越大。柱销式水力测功器的优点是结构简单，可反转，测功器尺寸不大而功率储备较大， 但它的工作状况不够稳定的缺点在低负荷区尤为明显。(b) 涡流室式水力测功器涡流室式水力测功在转子和定子得侧面上有许多半椭圆形的截面的倾斜小室 涡流室，水有进水管流入定子的内腔，当转子在定子中旋转时，在离心惯性力的作用下， 水由转子的小市向外缘抛出，由于小室的特殊形状使水射入定子的小室并沿着它返回到 转子的小室中，形成高速运动的水涡流，水从转子小室到定子小室和从定子小室到转子 小室时的冲击，以及水与壁面的摩擦使测功机产生制动力矩，测功器吸收的能量转化成 水的热量，使水的温度升高
9、工作后温度较高的水从转子外缘排出。涡流室式水力测功器制动力矩的调节方法是改变转子和定子小室间的通道面积，所 以在测功器的转子与定子之间装有一对可以相对移动的闸套，通过闸套调节螺杆使闸套 合拢或分开使其遮盖转子和定子小室间的通道面积变化，借此来调节测功器的制动转 矩。涡流室式水力测功器的工作特点是在转子和定子的间隙中充满着水，所以其工作比 柱销式和圆盘式水力测功器平稳，操作也比较方便，供水压力的微小波动并不影响其制 动力矩，其缺点是结构复杂、不能反转，但这种测功器由于他始终充满着水工作，在低 负荷时工作也比较平稳，对低转速的适应性较强，故特别适用于低速大功率发动机的试 验。水利测功器所吸收的能量
10、转换为水温度升高，从测功器排出的水的温度一般不允许 超过70 摄氏度最适宜的排水温度为 40摄氏度到 50摄氏度之间，以免水在测功器内产 生气泡，因为气泡一旦形成会使水力测功器的制动力矩剧烈的变化，影响测功器工作的 稳定性，甚至会发生穴蚀现象损坏转子，另外，水力测工期的工作要求供水压力稳定并 且有足够的供水量。若供水压力不稳定会造成水层厚度的变化，从而使水力测功器的工 作不稳定。四、发动机台架试验中的供水系统测功器的供水系统主要有水箱、进排水管路、水泵、液位传感器、限位开关及控制 阀等，为了使测功器的工作稳定，一般要求供水具有一定的压力，并恒定不变，为此， 水箱应放置在离地面 2 米以上的高度
11、，水箱中的水是由水泵加压后供上的，如果水泵一 直水箱中供水水箱中的水必然会满并且外溢，这样只能通过手动来控制水泵的供水，当 发现水箱中的水少时机给水泵通电向水箱中供水，当水箱中水满病外溢时机切断电源停 止供水如此反复不但麻烦而且还费时，由此我想设计一个装置能使供水系统实现自动供 水，是水箱中的水保持一定，当水箱中的水低于设定值时自动接通水泵电源向水箱忠供 水，当水位超过设定水位时自动切断电源水泵停止工作。供水系统是否供水主要决定于水泵的工作与否，因此要设计一个能根据水箱中的水 位控制水泵工作的装置，可以用继电器控制水泵，因为继电器可以实现自动控制，当给 继电器通电或断电时，就可以实现自动控制水
12、泵的通电与否。设计一个电路当水箱中的 水达到预先设定的值时，就给继电器通电使其切断水泵的电源水泵停止工作，可以在水 箱中放一个限位开关来控制水位及继电器电源的通断，从而控制水泵的工作进而实现自 动上水的功能。同时要在水箱中加一个水位传感器以便随时知道水箱中的水量。电路图 如下：自动上水装置的工作原理：当闭合水泵总开关后 220V 的交流电经继电器常闭开 关到水泵到水泵，水泵开始工作，同时，220V的交流电经变压器变压后变成12V的 直流电送到限位开关和水表及水位传感器回到负极，当水箱中的水达到设定的值时 限位开关关闭电流有限位开关经水泵继电器线圈到达负极，水泵继电器线圈通电视 机电器开关打开切
13、断水泵的电源水泵停止工作，当水泵中的水位下降到一定程度时 限位开关打开，电源停止向水泵继电器的线圈供电，继电器的开关闭合水泵又开始 工作。自动上水装置的制作：1. 材料器材：限位开关1个 水位传感器 铁棍3根 铁板2块 导线若干2. 制作：将铁板分别裁成长为 46.7cm 、宽 32.4cm 和长 50.5cm 、宽 50.5cm 并分别作为下板和上板在下上平板上分别开 3 个直径为 0.8cm 的圆孔，将3 根铁棍 分别用螺钉固定在铁板上，并将限位开关和水位传感器也固定在下铁板上，最后根 据电路图将各元器件连接好。现在我问也用DF96系列全制动水位控制器来控制水位功能和用途：该产品采用集成电
14、路，并结合高层楼宇、下水池（水塔）的水位 分级提升进行设计，具有上下水池联合控制、水池排水及缺水保护等功能，可自动 实现水箱不水、排水，并有防止水池水位过高溢出或水泵空转损环，是一种工业、 家庭均可适用的产品。并非常适合城镇、农村、学校、工矿企事业单位及家庭用水的水塔水井供水工程，广泛应用于印染、化工、食品、饮料、酿酒、制糖等。 全自动水位控制器的安装：1. 单控上水池探头的安装如图所示：ACBD一_ _A （红线）一一为此池（水塔）上限水位的控制点，水位上升达到A点水 位水域滩头接触，水位控制器自动关闭水泵。B （蓝线）位上水池（水塔）下限水位控制点，水位下降到B点水位 以下，水与探头脱离接
15、触，水位控制器自动开启水泵。C （黑线）位水池（水塔）地线，放在水池的最低点与水池底部接触。 D （绿线）、E （黄线）点并接到C.2. 单控下水池探头的安装如图：ABC1.DE-E位水池上限水位控制点，水位上升达到E点水位，水与探头接触， 水位控制器自动开启水泵，水池开始排水。D为下水池下限水位控制点，水位降到D点水位，水与探头脱离接触, 水位控制器自动关闭水泵，水池停止排水。C位水池地线，放在水池的最低点与水池底部接触A、 B 点不接。3缺水保护探头安装图ABI.E:u_ C、D电位水池的下水位控制点，水位降到下水位，C、D探头之一与水面脱离，水位控制器继电器立即动作，切断输出，水泵停止工作：E点与C点短接。A、 B 点不接。3. 故障排除：1）接通电源不工作：a 检查红色电源指示灯有无亮点，若不亮，检查输出输入接线端子是否均以 接触良好。b.检查产品右侧的“手动/自动”开关，是否在关上，将其调会自动位置，水 位控制器进入工作状态。2）水位超过或低于探头控制点，水泵没有自动关闭或开启，请按. “手动/自 动”开关手动控制水泵，并检查：a. 探头是否脱离原位，安放位置过高或过低，导致水位无法接触脱离。b. 上、下水位线、地线探头连接
