ГОСТ 14846-2020. Межгосударственный стандарт. Двигатели автомобильные. Методы стендовых испытаний

8 Методы и правила проведения испытаний

 

8.1 Испытаниям подвергают обкатанный двигатель (за исключением предварительно обговоренных в нормативных документах и технической документации, утвержденных в установленном порядке, случаев), укомплектованный штатным вспомогательным оборудованием (см. приложения А и Б) в соответствии с ТУ на двигатели конкретного типа и программой испытаний. Допускается доукомплектовать двигатель на стенде вспомогательным оборудованием на время испытания двигателя при условии, если оно соответствует ТУ на двигатель.

8.2 Во время испытаний на двигателе не допускается проведение работ и регулировок, кроме необходимых работ по техническому обслуживанию двигателя, предусмотренных в руководстве по эксплуатации (РЭ) и программе испытаний.

При прекращении (перерыве) испытаний, вызванном неисправностями деталей, узлов или сборочных единиц двигателя или испытательного оборудования, вопрос о частичном или полном повторении испытаний должен быть согласован в порядке, установленном программой испытаний.

8.3 Атмосферные условия (барометрическое давление, температура воздуха, относительная влажность воздуха на входе в двигатель) и параметры работающего двигателя (давление на впуске, противодавление на выпуске, температура охлаждающей жидкости на выходе из двигателя и на его входе, температура наддувочного воздуха после ТОНВ, температура топлива на входе в двигатель) должны соответствовать указанным в разделе 6.

Примечание - Для отдельных случаев особые условия испытаний указывают в программе испытаний. Допускается испытывать двигатель при искусственно измененных условиях, имитирующих условия эксплуатации двигателя, с соответствующим пересчетом мощности.

 

8.4 Испытания проводят на одной из основных марок топлива, моторного масла и охлаждающей жидкости, указанных в ТО и/или ТУ на двигатель.

Если необходимо, проводят испытания на резервных топливах.

В протоколе испытания двигателя указывают марки применяемого топлива, моторного масла и других жидкостей.

8.5 К протоколу испытаний двигателя должен быть приложен паспорт на топливо или протокол определения физико-химических свойств топлива.

8.6 Двигатели с принудительным зажиганием, которые могут работать либо на бензине, либо на газообразном топливе, необходимо испытывать на обоих видах топлива, за исключением случая, когда бензиновая система предназначена только для использования в чрезвычайных ситуациях или для запуска двигателя, при этом максимальная емкость бензобака не превышает 15 л.

В случае двухтопливного двигателя, имеющего возможность работать в однотопливном режиме (на дизельном топливе или бензине), испытание состоит из прогона одного и того же двигателя в двухтопливном и однотопливном режимах.

8.7 Проверка сопроводительной документации и комплектности двигателя

8.7.1 Комплектность и качество сопроводительной документации определяют по анализу комплекта документации, предъявляемой с двигателем на испытание, при этом проверяют правильность ее оформления.

8.7.2 Комплектность двигателя определяют по наличию всех комплектующих сборочных единиц, установленных (прилагаемых) на двигатель в соответствии с КД.

8.7.3 Контролепригодность двигателя определяют по приспособленности его конструкции к установке средств функционального контроля и диагностирования в соответствии с КД. При наличии функции бортовой диагностики, встроенной в электронный блок управления двигателя (ЭБУ), проверяют совместимость с внешним оборудованием диагностики.

8.8 Правила определения характеристик

8.8.1 При испытаниях определяют скоростные характеристики, устанавливающие зависимость показателей двигателя от частоты вращения коленчатого вала, и нагрузочные характеристики, устанавливающие зависимость показателей двигателя от его нагрузки при установившейся частоте вращения коленчатого вала. Требования к приборам указаны в разделе 7.

8.8.2 ВСХ определяют при полностью открытом дросселе, включенном зажигании и подаче топлива у двигателя с принудительным зажиганием, при полной подаче топлива у дизельного двигателя (и при углах опережения зажигания или начала подачи топлива, указанных в ТУ на двигатель).

В зависимости от укомплектованности двигателя вспомогательными устройствами и оборудованием определяют мощность нетто или брутто.

8.8.2.1 При определении полезной мощности (нетто) по [12] двигатель должен быть укомплектован серийным оборудованием и устройствами в соответствии с приложением А.

8.8.2.2 При определении мощности брутто двигатель должен быть укомплектован серийным оборудованием и устройствами в соответствии с приложением Б.

8.8.2.3 Вспомогательные устройства, не обслуживающие двигатель, и оборудование, необходимое для специальных целей в условиях эксплуатации КТС (например, компрессоры тормозной системы, сервомеханизмы, системы кондиционирования, участки выпускной системы, предназначенные для обогрева кузова, и т.п.), должны быть отключены или демонтированы при испытаниях.

Если такое вспомогательное оборудование не может быть отключено или демонтировано, должна быть определена мощность, потребляемая им на всем диапазоне скоростной характеристики, и прибавлена к мощности двигателя. Оборудование, необходимое для работы двигателя, но не смонтированное (в том числе электровентиляторы), учитывают в соответствии с 9.2.2.

8.8.3 Для двигателей, снабженных отключаемым ограничителем частоты вращения, скоростные характеристики определяют дважды: с включенным и отключенным ограничителями.

8.8.4 При определении скоростных характеристик должны быть выявлены точки, соответствующие минимальной рабочей, номинальной и максимальной частотам вращения, установленным ТУ на двигатель для мощности нетто (или брутто), частотам вращения при максимальном крутящем моменте, при минимальном удельном расходе топлива и начале срабатывания ограничителя частоты вращения.

Примеры построения скоростных характеристик приведены на рисунках Е.1 и Е.2 приложения Е.

8.8.5 Скоростные частичные характеристики определяют при некотором промежуточном положении дросселя, постоянном для всей характеристики, или неизменном промежуточном положении рычага управления, соответствующем неполной подаче топлива. Примеры построения частичных характеристик приведены на рисунке Е.3 приложения Е.

8.8.6 Характеристики холостого хода определяют при работе двигателя без нагрузки при включенном зажигании и подаче топлива. Характеристики определяют в диапазоне частот вращения от минимально устойчивого холостого хода до максимальной (допускается для двигателей с принудительным зажиганием определять характеристику до частоты вращения, равной 60% от n_ном). При определении характеристики тормоз должен быть отсоединен от двигателя.

Пример построения характеристики холостого хода приведен на рисунке Е.4 в приложении Е. При измерении расхода топлива допускается определение только одной точки при минимальной частоте вращения холостого хода (n_{х.х min}). Для двигателей с двухрежимным регулятором определяют расход топлива в двух точках: при n_{х.х min} и n_{х.х max}.

8.8.7 Нагрузочные характеристики определяют при постоянной частоте вращения, при включенном зажигании и подаче топлива при изменении открытия дросселя от полного до соответствующего холостому ходу, а для дизельных двигателей - в диапазоне от максимальной до минимальной подачи топлива. При определении нагрузочных характеристик должны быть выявлены точки, соответствующие минимальным удельным расходам топлива.

Пример построения нагрузочных характеристик приведен на рисунке Е.5 приложения Е.

8.9 Определение условной мощности механических потерь и равномерности работы цилиндров двигателя

8.9.1 Условную мощность механических потерь в диапазоне частот вращения от частоты, соответствующей максимальному крутящему моменту, до номинальной частоты вращения определяют одним из следующих методов:

- методом прокручивания коленчатого вала двигателя балансирной электрической машиной (при ее работе в моторном режиме);

- методом отключения цилиндров при работе двигателя с полностью открытым дросселем (для двигателей с принудительным зажиганием) или с полной подачей топлива (для дизельных двигателей).

Следует учитывать, что полученная таким образом мощность механических потерь может не отражать реальных значений механических потерь и может служить только для сравнения однотипных двигателей по определенному методу и в одинаковой комплектации.

8.9.2 Условную мощность механических потерь определяют на двигателе, укомплектованном серийным оборудованием и устройствами в соответствии с приложением А или Б.

8.9.3 Определение условной мощности механических потерь методом прокручивания проводят при полном открытии дросселя, выключенном зажигании, без подачи топлива и при принудительном вращении коленчатого вала двигателя в диапазоне от частоты вращения, соответствующей максимальному крутящему моменту n_Mmax до номинальной частоты вращения n_ном (см. 9.19).

В промежутках между измерениями в опытных точках температуры охлаждающей жидкости и масла выдерживают в соответствии с 6.7 и 6.8 (если применимо), данные температуры указывают в протоколах испытаний.

8.9.4 Для определения условной мощности механических потерь методом отключения цилиндров находят разность между мощностью, развиваемой двигателем во время работы всех цилиндров, и мощностью, развиваемой двигателем при выключенном зажигании (подаче топлива) в одном из цилиндров, т.е. определяют условную индикаторную мощность цилиндра. Вычитание эффективной мощности двигателя из суммы условных индикаторных мощностей всех цилиндров данного двигателя определяет значение мощности, затрачиваемой на механические потери (см. 9.22).

Перед выключением очередного цилиндра должны быть восстановлены температуры охлаждающей жидкости и моторного масла в соответствии с 6.7 и 6.8. Частота вращения коленчатого вала при отключении отдельных цилиндров может отличаться от частоты вращения при работе всех цилиндров в пределах +/- 1%.

8.9.5 Допускается применение других методов определения условных механических потерь, например метод двойного выбега, при котором значение условных механических потерь оценивают по запасу кинетической энергии движущихся деталей двигателя.

8.9.6 Равномерность работы цилиндров определяют методом отключения отдельных цилиндров, как указано в 8.9.4.

Должны быть определены: отклонения условной индикаторной мощности каждого цилиндра от средней для данного двигателя, выраженные в процентах, и коэффициент равномерности работы цилиндров, т.е. отношение наименьшей индикаторной мощности одного из цилиндров к наибольшей мощности одного из цилиндров данного двигателя (см. 9.18).

8.9.7 По данным испытаний вычисляют значения условного среднего давления механических потерь (см. 9.23), условной индикаторной мощности (см. 9.25), условного механического КПД двигателя (см. 9.20) и равномерность работы цилиндров (см. 9.18).

8.10 Определение мощности, затрачиваемой на привод вентилятора

8.10.1 Характеристику вентилятора следует определять в рабочем диапазоне частот вращений. Измерения проводят не реже, чем через каждые 500 мин^-1, в том числе на режимах максимальной частоты вращения холостого хода, номинальной частоты вращения и максимального крутящего момента.

8.10.2 Максимальную мощность, потребляемую вентилятором, следует определять при снятом или полностью открытом термостате системы автоматического регулирования теплового состояния двигателя и установленных радиаторах систем охлаждения и смазки.

8.10.3 Максимальную мощность, потребляемую вентилятором, определяют как разность затрат мощности на прокручивание неработающего двигателя, оборудованного вентилятором и с отсоединенным вентилятором (см. 9.21).

8.10.4 Допускается определять максимальную мощность, потребляемую вентилятором, по разности мощностей двигателя с вентилятором и со снятым или отключенным вентилятором, работающим при заданной одинаковой частоте вращения и расходе топлива, при условии, что температура охлаждающей жидкости или головки цилиндра(ов) и моторного масла не отличается более чем на 3 К (3 °C), а температура топлива - более чем на 1 К (1 °C) от соответствующих температур охлаждающей жидкости и моторного масла при работе двигателя с вентилятором на том же режиме.

На двигателе воздушного охлаждения с отсоединенным вентилятором следует обеспечить обдув цилиндров и головок цилиндров воздухом, объемный расход которого не должен отличаться более чем на 2%, а температура - более чем на 3 К (3 °C) от расхода и температуры охлаждающего воздуха при работе двигателя с вентилятором.

8.10.5 Допускается проводить определение затрачиваемой вентилятором мощности на безмоторном стенде при условии, что аэродинамическое сопротивление на входе в вентилятор или на выходе из него (в зависимости от конструкции вентилятора) не отличается от аэродинамического сопротивления тракта системы охлаждения двигателя более чем на 3%.

8.11 Термометрирование двигателя

8.11.1 Температура цилиндров и головок цилиндров дизельного двигателя воздушного охлаждения

8.11.1.1 Двигатель перед началом измерения температуры должен проработать на каждом режиме не менее 15 мин.

8.11.1.2 Температуру цилиндров следует измерять не менее чем в четырех точках одного из цилиндров на уровне верхнего поршневого кольца при положении поршня в верхней мертвой точке (ВМТ) и не менее чем в одной точке на том же уровне каждого из остальных цилиндров.

8.11.1.3 Температуру днища головок цилиндров следует измерять в перемычке между клапанами, а также около отверстия распылителя у дизельных двигателей с неразделенной камерой сгорания и около соединительного канала вихревой камеры или предкамеры у дизельного двигателя с разделенной камерой сгорания.

8.11.2 Теплоотдача в охлаждающую жидкость (моторное масло)

8.11.2.1 Теплоотдачу определяют при максимально допустимых для длительной работы температурах охлаждающей жидкости (моторного масла) на выходе из двигателя по измеренным циркуляционному расходу охлаждающей жидкости (моторного масла) и перепаду температур.

Перепад температур охлаждающей жидкости определяют по датчикам, установленным на выходе охлаждающей жидкости из двигателя и на входе в него.

Перепад температур по моторному маслу определяют на входе и выходе из двигателя.

Теплоотдача в охлаждающую жидкость может быть определена и косвенным способом - как теплоотдача двигателя в стендовую систему охлаждения.

Полученная таким образом теплоотдача приравнивается к теплоотдаче двигателя в охлаждающую жидкость. При косвенном способе определения теплоотдачи в охлаждающую жидкость все трубопроводы, идущие от двигателя к радиаторам охлаждающей жидкости, должны быть теплоизолированы.

8.11.2.2 При установке на двигатель генератора (стартера-генератора) и/или воздушного компрессора высокого давления, имеющих водяное или масляное охлаждение, при определении теплоотдачи в охлаждающую жидкость или масло должны быть замерены расход жидкости и перепад температур.

8.11.2.3 Теплоотдачу определяют при температуре воздуха на впуске в двигатель, указанной в КД на двигатель, а при отсутствии такого указания - на максимально допустимой температуре, не приводящей к потере мощности двигателя.

8.11.3 Характеристика производительности насоса системы охлаждения

8.11.3.1 Производительность насоса, установленного на двигатель, и потоков охлаждающей жидкости через радиатор системы охлаждения следует определять по перепаду давления на радиаторе или непосредственно с помощью расходомера.

8.11.3.2 Если на время испытаний устанавливают расходомер, то перепад давления на расходомере не должен превышать 200 Па.

8.11.3.3 Если поток охлаждающей жидкости через радиатор определяют по перепаду давления, в этом случае необходимо предварительно определить зависимость расхода от перепада давления на нем, при этом температура охлаждающей жидкости на выходе из двигателя не должна отличаться от температуры в той же точке при испытаниях более чем на 10 К (10 °C).

Расходомер жидкости включают в тракт системы охлаждения перед радиатором и определяют зависимость гидравлического сопротивления радиатора от расхода охлаждающей жидкости. Затем отключают и снимают расходомер, далее по измеренному гидравлическому сопротивлению радиатора определяют расход охлаждающей жидкости при заданной частоте вращения.

Допускается вместо расходомера использовать мерную емкость, которая должна быть установлена так, чтобы во время измерения производительности насоса в нее поступала вся охлаждающая жидкость, прошедшая через двигатель и радиатор.

Охлаждающая жидкость, поступающая в двигатель, должна находиться под давлением, не отличающимся от давления при испытаниях более чем на 200 Па и быть подогрета до температуры, не отличающейся от температуры охлаждающей жидкости на выходе из двигателя более чем на 5 К (5 °C).

8.12 Индицирование (индикаторные диаграммы) двигателя

8.12.1 При индицировании допускается снимать отдельные детали и/или сборочные единицы двигателя, препятствующие установке датчика системы индицирования и его обслуживанию, а также дообрабатывать отдельные детали для обеспечения установки датчиков при условии, что это не повлияет на мощностные и экономические параметры двигателя или их изменение можно учесть в процессе испытаний.

8.12.2 У двигателя с неразделенной камерой сгорания давление следует измерять в цилиндре над поршнем.

У двигателя с камерой в поршне давление измеряют над горловиной камеры в поршне.

8.12.3 У двигателя с разделенной камерой сгорания давление измеряют в цилиндре над поршнем и в вихревой камере или в предкамере.

Примечание - Допускается не измерять давление в вихревой камере или предкамере, если это требование не включено в КД.

 

8.12.4 Объем камеры сгорания при установке датчика системы индицирования не должен увеличиваться за счет объема соединительного канала под датчиком индикатора более чем на 2%, а отношение длины (расстояния от поверхности днища головки блока цилиндров к торцевой поверхности датчика) к диаметру соединительного канала должно быть более одного и не более пяти.

8.12.5 С помощью системы индицирования определяют изменение давления в цилиндре в зависимости от угла поворота коленчатого вала (см. 9.28, 9.29). Рассчитывают углы выгорания 10%; 50%; 90% топлива (; ; ). С помощью индицирования возможно более точное определение среднего индикаторного давления, чем указано в 8.9.

8.13 Определение расхода масла на угар

8.13.1 Расход масла на угар следует определять по убыли масла из картера двигателя или из масляного бака при работе двигателя на номинальной мощности двигателя и дополнительно не менее чем на двух режимах ВСХ в диапазоне частот вращений при максимальном крутящем моменте. На каждом режиме двигатель должен проработать в течение не менее 10 ч.

Допускается для прогрева двигателя работать не более 15 мин на частичных нагрузках, превышающих 60% номинальной нагрузки.

Допускается определять расход масла на угар на каждом режиме в течение одной рабочей смены, но не менее чем за 5 ч работы двигателя на заданном режиме.

8.13.2 Объем масла, залитого в картер или масляный бак, должен соответствовать максимально допустимому, указанному в КД предприятия - изготовителя двигателя.

8.13.3 Двигатель до начала испытаний необходимо прогреть до теплового состояния в соответствии с требованиями 6.7 и 6.8, затем не позднее чем через 5 мин после остановки двигателя начать слив масла из картера и/или масляного бака, а при необходимости также из других составных частей двигателя, кроме топливного насоса высокого давления и регулятора частоты вращения, конструкция которых предусматривает возможность слива масла. При этом коленчатый вал должен быть повернут таким образом, чтобы поршень первого цилиндра находился в ВМТ. Продолжительность сливания масла должна составлять 40 - 45 мин.

Слитое масло следует взвесить и снова залить в картер или масляный бак.

8.13.4 После окончания испытаний масло следует слить из картера или масляного бака в соответствии с 8.13.3. Слитое масло следует взвесить.

8.13.5 Допускается у двигателей с сухим картером определять расход масла на угар по снижению уровня масла в мерной емкости за время работы двигателя по 8.13.1 с учетом плотности масла и его температуры в емкости. Условия подготовки двигателя к испытаниям - по 8.13.2.

8.13.6 Допускается определять расход масла на угар при помощи специальных измерительных устройств, при этом двигатель должен работать на режимах, указанных в 8.13.1, объем залитого масла - по 8.13.2.

8.13.7 Измерение частоты вращения, крутящего момента и расхода топлива, а также атмосферного давления, температуры и влажности окружающего воздуха, расхода и температуры топлива во время испытаний проводят не реже чем через 30 мин.

8.13.8 Часовой расход масла вычисляют по разности замеров масла и времени работы двигателя. Относительный расход определяют отношением часового расхода масла к часовому расходу топлива в процентах (см. 9.33).

Удельный расход масла на угар вычисляют по отношению измерения массы масла в двигателе за время угарного цикла к мощности двигателя за время измерения расхода масла на угар и продолжительности угарного цикла.

8.13.9 Окончательный расход масла на угар двигателя вычисляют как среднее арифметическое расходов масла на угар, определенных для каждого режима работы двигателя.

8.14 Шумовые характеристики автомобильных двигателей

8.14.1 Испытаниям следует подвергать двигатель в техническом состоянии, соответствующем требованиям 8.1, укомплектованный оборудованием в соответствии с приложением А. Системы топливоподачи, зажигания и другие системы двигателя должны быть отрегулированы в соответствии с требованиями КД, утвержденной в установленном порядке.

Подвод воздуха и отвод ОГ осуществляются впускной и выпускной системами стенда.

Двигатель должен быть расположен таким образом, чтобы его боковые поверхности находились на расстоянии не менее 2 м от ограждающих конструкций. Двигатель должен быть закреплен на подмоторных стойках испытательного стенда при помощи виброизоляторов, применяемых на КТС с данным двигателем или эквивалентных им по упругой характеристике опор.

8.14.2 Измерения шумовых характеристик двигателя проводят:

- в заглушенной камере с отражающим полом;

- испытательных помещениях (со звукопоглощающими облицовками стен и потолка и без них).

Объем испытательного помещения без звукопоглощающих облицовок должен быть не менее 200 м³.

Для оценки свойств звукового поля и учета влияния отраженного звука в испытательном помещении перед измерением шума двигателя определяют значение коэффициента акустических условий помещения K_2д, дБA, по (см. [13] <1>) или в соответствии с ГОСТ ISO 3745. Звуковое поле считается удовлетворительным, если K_2д <= 2 дБA.

--------------------------------

<1> В Российской Федерации действует ГОСТ Р ИСО 3744-2013 "Акустика. Определение уровней звуковой мощности и звуковой энергии источников шума по звуковому давлению. Технический метод в существенно свободном звуковом поле над звукоотражающей плоскостью".

 

8.14.3 Шумовые характеристики определяют в исследовательских целях, при акустическом проектировании двигателей и сопоставлении их конструкций по акустическому излучению, для сравнения с нормами шума и т.д. При приемочных испытаниях двигателя определяют все шумовые характеристики, указанные в КД, а при сертификационных и контрольных испытаниях - только уровень звукового давления.

8.14.4 Методы измерения уровня шума для единичных двигателей и видов (типов, моделей, марок) двигателей указаны в приложении Ж. Шумовые характеристики включают в сопроводительные документы (паспорт, этикетку, руководство по эксплуатации и другие по выбору предприятия-изготовителя).

8.14.5 Максимальный уровень шума (звукового давления) не должен превышать значений по [1].

8.15 Пусковые характеристики двигателя

8.15.1 Двигатель, предназначенный для испытаний, должен быть оснащен и обкатан в соответствии с ТУ на двигатель. Применяемые на двигателях топливные системы, системы зажигания, устройства облегчения пуска, узлы и агрегаты систем охлаждения и предпускового подогрева должны соответствовать требованиям КД.

Двигатель должен быть укомплектован навесными агрегатами, системами охлаждения и предпускового подогрева, коробкой передач (либо устройством отключения сцепления от тормозной машины) и аккумуляторными батареями, предусмотренными КД, утвержденной в установленном порядке на базовую модель КТС.

Допускается изменение комплектации по согласованию с потребителем. При приемочных и периодических испытаниях допускается исключение из комплектации системы предпускового подогрева.

8.15.2 Пусковые качества оценивают при стендовых испытаниях двигателя или КТС в климатической камере или на открытом воздухе, если двигатель установлен на КТС.

8.15.3 Для определения теплового состояния двигателя рекомендуется устанавливать датчики температуры, обеспечивающие возможность контроля температур и точность измерения:

- окружающего воздуха +/- 1 К (+/- 1 °C);

- моторного масла у маслоприемника масляного насоса +/- 1 К (+/- 1 °C);

- охлаждающей жидкости в полостях блока цилиндров, головке блока и коробке термостатов (или стенок цилиндров и головок блока для двигателей воздушного охлаждения) +/- 1 К (+/- 1 °C);

- масла, подводимого к вкладышам подшипников коленчатого вала +/- 1 К (+/- 1 °C);

- топлива перед топливным насосом +/- 2 К (+/- 2 °C);

- воздуха во впускном трубопроводе +/- 1 К (+/- 1 °C);

- температуры электролита аккумуляторной батареи (в среднем аккумуляторе) +/- 1 К (+/- 1 °C).

При испытаниях двигателей с системой предпускового подогрева датчики температуры устанавливают также для контроля температур охлаждающей жидкости во входном и выходном трубопроводах подогревателя +/- 1 К (+/- 1 °C) и газов перед масляным поддоном двигателя +/- 10 К (+/- 10 °C).

Также определяют:

- плотность электролита аккумуляторной батареи после измерения температуры - +/- 0,01 г/см³;

- время - +/- 0,1 с;

- частота провертывания коленчатого вала двигателя - +/- 1%;

- напряжение - +/- 0,5%;

- ток - +/- 2%;

- положение ВМТ - +/- 1°;

- угол поворота коленчатого вала двигателя - +/- 1°;

- плотность топлива - +/- 0,001 кг/м³;

- расход топлива подогревателем - +/- 2%;

- скорость ветра - +/- 0,5 м/с, на расстоянии не менее 5 м от КТС.

8.15.4 При подготовке двигателя к приемочным и периодическим испытаниям датчики должны быть установлены в местах, исключающих разборку двигателя и обеспечивающих контроль температур: моторного масла, охлаждающей жидкости (или стенок цилиндров и головок двигателя воздушного охлаждения), воздуха во впускном трубопроводе, топлива, возможно использование приборов и датчиков системы управления двигателя, если такое допускается программой испытаний.

8.15.5 В соответствии с программой испытаний и требованиями нормативных документов и технической документации, утвержденных в установленном порядке, после подготовки выполняют:

- определение минимальных пусковых оборотов;

- определение частоты провертывания коленчатого вала двигателя электростартером (или соответствующими устройствами).

Затем на основании полученных данных определяют температуру надежного пуска двигателя.

Если заранее известна температура надежного пуска двигателя или она указана в ТО или ТУ для данной комплектации двигателя или других нормативных документах и технической документации, утвержденных в установленном порядке (например, при контрольных испытаниях), возможно сразу приступить к проведению проверки предельных температур надежного пуска двигателя (см. приложение И).

Если необходимо, проводят проверку пуска горячего двигателя (см. приложение И).

8.16 Определение предельных продольного и поперечного углов наклона

8.16.1 Масса масла, залитого в картер, должна соответствовать минимально допустимой, указанной в инструкции по эксплуатации испытуемого двигателя.

8.16.2 Температура моторного масла во время испытаний должна отличаться от 363 К (90 °C) не более чем на 5 К (5 °C).

8.16.3 Углы наклона должны изменяться не более чем через 4° так, чтобы при предельных значениях углов наклона давление масла при работе двигателя в течение не менее 30 мин при номинальной частоте вращения без нагрузки находилось в пределах, установленных ТУ на испытуемый двигатель.

Предельные значения крена и дифферента двигателя должны быть указаны в ТО или ТУ на двигатели конкретного назначения.

8.16.4 При оценке соответствия углов наклона двигателя заданным в ТУ допускается проводить испытания при заданных углах наклона.

8.17 Дымность ОГ двигателей с воспламенением от сжатия

8.17.1 Измерение выбросов видимых загрязняющих веществ или дымности ОГ проводят для режимов работы двигателя по программе испытания в зависимости от видов испытаний.

8.17.1.1 Дымность ОГ допускается проверять при температуре окружающего воздуха от 273 до 308 К (от 0 °C до 35 °C) и атмосферном давлении от 92 до 105 кПа.

8.17.1.2 Измерения дымности проводят при коэффициенте атмосферных условий f_a от 0,98 до 1,02 (см. 6.2.2).

8.17.1.3 Измерения проводят на двигателе, установленном на испытательном стенде, оборудованном приборами и дымомером в соответствии с 7.2.7.

8.17.1.4 Перед началом измерений дымомер прогревают и калибруют в соответствии с инструкцией предприятия - изготовителя прибора.

8.17.1.5 Перед измерениями двигатель прогревают до установленной изготовителем температуры моторного масла или охлаждающей жидкости, а при отсутствии таких данных - до температур, указанных в 6.7 и 6.8, при этом продолжительность работы прогретого двигателя на холостом ходу, при минимальной частоте вращения, до начала измерений не должна превышать 5 мин.

8.17.2 Методы определения дымности двигателей с воспламенением от сжатия

Измерение видимых ВВВ в соответствии с [11] проводят двумя методами:

- при установившемся режиме работы (на ВСХ);

- на режимах свободного ускорения.

8.17.3 Измерение дымности при установившемся режиме работы двигателя

8.17.3.1 Дымность ОГ измеряют на режимах ВСХ, при этом проводят достаточное количество измерений дымности, но не менее шести раз через равные интервалы частот вращения, включая режимы частот вращения максимального крутящего момента и максимальной мощности. Дымность измеряют на двигателе, работающем с полной нагрузкой в установившемся режиме. При сравнительных испытаниях или в исследовательских целях возможно определение дымности на других режимах работы двигателя, от максимальной частоты вращения до минимальной.

8.17.3.2 Перед началом измерения дымности ОГ двигатель должен проработать на заданном режиме не менее 10 мин, при этом в течение последних 5 мин измеряемые крутящий момент и частота вращения коленчатого вала не должны отличаться от заданных более чем на 1% и 10 мин^-1 соответственно.

8.17.3.3 Дымность на каждом режиме измеряют три раза, при этом разность результатов измерений не должна превышать 0,15 м^-1, а измеренные значения не должны представлять убывающую или возрастающую последовательность. Если эти условия не выполняются, то серию измерений продолжают до получения трех последовательных показаний, удовлетворяющих поставленным условиям. Промежуток между последовательными измерениями не должен превышать 1 мин. За результат измерения принимают среднее арифметическое значение трех измерений.

8.17.4 Измерение дымности на режиме свободного ускорения

8.17.4.1 Дымность на режиме свободного ускорения коленчатого вала двигателя измеряют при отсоединенном от тормоза (испытательного стенда) двигателе и, по возможности, сразу после измерений при установившемся режиме работы двигателя:

- при работе двигателя в режиме холостого хода на n_min педаль подачи топлива равномерно перемещают за 0,5 - 1,0 с до упора. Педаль удерживают в этом положении 4 - 5 с. Педаль отпускают и через 8 - 10 с приступают к выполнению следующего цикла;

- циклы свободного ускорения повторяют не менее шести раз;

- фиксируют максимальные показания дымомера X_Mi в каждом из последних четырех i-х циклов свободного ускорения;

- измеренные значения дымности X_Mi считают достоверными, если четыре последовательных значения не образуют убывающей зависимости и располагаются в зоне шириной 0,25 м^-1, в противном случае проводят дополнительные измерения в режиме свободного ускорения;

- общая продолжительность проведения измерений не должна превышать 2,5 мин.

8.17.4.2 По четырем последним измерениям дымности X_Mi рассчитывают среднее арифметическое значение дымности X_M, которое принимают за результат измерений.

8.17.5 Перед началом и после окончания измерений проверяют нулевое показание измерительного прибора. Если после окончания измерений отклонение показания прибора от нулевого положения превысит 0,05 м^-1, то измерения повторяют.

8.17.6 Дымность двигателя с раздельными выпускными системами измеряют для каждой выпускной трубы. За результат измерения принимают большее из средних арифметических значений дымности X_M, полученных для одной из выпускных труб.

8.17.7 Дымность ОГ в режиме свободного ускорения не должна превышать значения, указанного в КД на двигатель, либо значений, указанных на знаке официального утверждения, нанесенном на двигатель.

8.18 Содержание вредных веществ в ОГ

8.18.1 Измерение ВВВ в ОГ проводят для режимов работы двигателя по программе испытания в зависимости от видов испытаний.

8.18.1.1 Выбросы вредных веществ в ОГ определяют при атмосферных условиях, указанных в 6.2.

8.18.1.2 Измерения проводят на двигателе, установленном на испытательном стенде, оборудованном соответствующими приборами и газоанализатором (раздел 7). В выпускной системе не должно быть отверстий, которые могут вызывать разбавление ОГ двигателя. Для подвода ОГ от выпускной трубы двигателя к газоанализатору необходимо использовать пробоотборный зонд, исключающий утечки и подсос воздуха.

8.18.1.3 Пробоотборная магистраль суммарных углеводородов должна иметь систему подогрева, обеспечивающую их температуру 453 - 473 К (180 °C - 200 °C), а для пробоотборной магистрали оксидов азота, оксидов углерода и аммиака - не менее 343 К (70 °C); все нагреваемые пробоотборные магистрали должны быть снабжены противосажевым нагреваемым фильтром. Допускается использовать общую, подогреваемую до 453 - 473 К (180 °C - 200 °C) магистраль для подвода проб к различным газоанализаторам.

8.18.1.4 Перед началом измерений газоанализатор прогревают и калибруют в соответствии с инструкцией предприятия - изготовителя прибора.

8.18.2 Измерение состава ОГ на холостом ходу

Измерение состава ОГ допускается проводить на минимальной частоте n_min вращения коленчатого вала двигателя и на повышенных частотах вращения холостого хода n_пов, при отсоединенном двигателе от тормозной машины испытательного стенда.

8.18.2.1 Методы проверки двигателей с принудительным зажиганием приведены в 8.18.2.2 - 8.18.2.9.

8.18.2.2 В эксплуатационных документах КД изготовитель указывает штатную комплектацию оборудования для снижения ВВВ, предельно допустимое содержание CO, диапазон допустимых значений коэффициента избытка воздуха, минимальную частоту вращения коленчатого вала двигателя при выполнении проверок, экологический класс КТС.

8.18.2.3 При отсутствии данных изготовителя о минимальной частоте n_min вращения коленчатого вала двигателя ее значение не должно превышать:

- 1100 мин^-1 - для КТС категорий M₁ и N₁;

- 900 мин^-1 - для КТС остальных категорий M и N.

Значение повышенной частоты n_пов вращения коленчатого вала двигателя КТС категорий M и N при проверке должно быть в пределах 1500 - 3800 мин^-1.

8.18.2.4 Для измерений применяют газоанализаторы, соответствующие требованиям, указанным в таблице 1, возможно (если оговорено в нормативных документах и технической документации, утвержденных в установленном порядке) применение штатных датчиков двигателя для измерения частоты вращения и температуры моторного масла.

8.18.2.5 Выполнение измерений содержания CO и коэффициента избытка воздуха в ОГ допускается при следующих атмосферных условиях:

- температура окружающего воздуха - от минус 7 °C до плюс 35 °C;

- атмосферное давление - не ниже 92,0 кПа.

8.18.2.6 Перед измерениями выполняют следующие операции:

а) на двигателях для КТС, оснащенных СПООГ и встроенной системой диагностирования двигателя, по показаниям диагностического индикатора (в случае его наличия) проверяют работоспособность двигателя и СПООГ:

- при включении зажигания перед пуском двигателя должен включиться на короткий промежуток времени диагностический индикатор;

- после пуска двигателя диагностический индикатор должен выключиться.

При отсутствии сигнала диагностического индикатора после включения зажигания и в случае включенного состояния диагностического индикатора при работе двигателя его признают не соответствующим требованиям КД;

б) двигатель прогревают до температуры моторного масла или охлаждающей жидкости, установленной изготовителем, а при отсутствии таких данных - до температур, указанных в 6.7 и 6.8, при этом продолжительность работы прогретого двигателя на холостом ходу при минимальной частоте вращения до начала измерений не должна превышать 5 мин.

8.18.2.7 После прогрева двигателя со встроенной диагностикой проводят следующие операции:

- запускают двигатель, увеличивают частоту вращения коленчатого вала двигателя до n_пов и выдерживают ее не менее 15 с, измеряют содержание CO;

- отпускают педаль управления дроссельной заслонкой, устанавливают n_min и не ранее чем через 30 с измеряют содержание CO.

8.18.2.8 Измерения на двигателях, оснащенных СПООГ, без встроенной диагностики [предварительно прогретых в соответствии с 8.18.2.6, перечисление б)], выполняют в следующем порядке:

- запускают двигатель, увеличивают частоту вращения коленчатого вала двигателя до n_пов, выдерживают этот режим в течение 2 - 3 мин при температуре окружающего воздуха не ниже 273 К (0 °C);

- после стабилизации показаний фиксируют содержание CO и значение ;

- устанавливают n_min и не ранее чем через 30 с, но не позднее чем через 60 с, измеряют содержание CO.

8.18.2.9 На двухтопливном двигателе измерения проводят на газовом и жидком топливе при возможности работы на каждом топливе.

8.18.3 Измерение состава ОГ на режимах с нагружением

8.18.3.1 Измерение состава ОГ допускается проводить также на других режимах работы двигателя (частота вращения и нагрузка) по программе испытаний в зависимости от вида испытаний. Рекомендуется начинать измерения с режима полной мощности и далее последовательно снижать нагрузку до минимальной на установившихся режимах работы двигателя. За время измерений значения тормозной мощности и частоты вращения коленчатого вала для каждого режима испытаний не должны отклоняться более чем на +/- 5% от расчетного значения.

8.18.3.2 Перед началом измерений газоанализаторы и тоннель для измерения взвешенных частиц (см. 7.2.6) прогревают и калибруют по инструкции предприятия-изготовителя.

8.18.3.3 Отсчет показаний газоанализаторов проводят для каждого режима трижды с интервалом не менее 30 с, причем первый отсчет выполняют не ранее чем через 2 мин после установления температурного состояния двигателя на режиме испытаний. Результаты трех последовательных отсчетов не должны различаться более чем на +/- 3,5%. За результат измерений принимают среднее арифметическое значение трех отсчетов. При наличии регистрирующих приборов за результат измерений принимают среднее значение непрерывной записи, проведенной в течение 1 мин, если за время записи отклонения от начального значения составляют не более +/- 3,5%.

8.18.3.4 Определение массы отложенных на фильтре(ах) взвешенных частиц проводят в соответствии с 7.2.6.2.

8.18.3.5 Одновременно регистрируют значения показателей двигателя, необходимые для определения удельных параметров.

Результаты измерений и расчетов включают в протокол испытаний.

8.19 Испытания двигателя на безотказность и стабильность параметров

8.19.1 Двигатели, подвергаемые испытаниям на безотказность, должны иметь микрометражные карты основных деталей, составленные до обкатки двигателя (для двигателей, бывших в эксплуатации, обкатка не требуется), и протокол испытания двигателя на режимах ВСХ, определенной для новых двигателей после обкатки. При определении скоростных характеристик дизельных двигателей определяют дымность ОГ.

8.19.2 Микрометражу подвергают следующие основные детали двигателя: цилиндры (гильзы), поршни, поршневые кольца, поршневые пальцы, коленчатый вал, коренные и шатунные шейки, вкладыши коренных и шатунных подшипников, втулки поршневой головки шатуна, распределительные валы, втулки распределительного вала, направляющие клапанов, клапаны газораспределения. Карты микрометража приведены в приложении К.

Если при микрометраже будут выявлены отступления от КД, которые могут привести к неправильным результатам, двигатель к дальнейшим испытаниям не допускается.

Примечание - Измерение износа цилиндров двигателей и шеек коленчатого вала допускается проводить методом вырезанных лунок по нормативным документам и технической документации, утвержденным в установленном порядке. Также допускается применять другие методы контроля размеров.

 

8.19.3 При проведении испытаний на безотказность двигатель должен быть укомплектован в соответствии с приложением А или Б.

8.19.4 Длительность испытаний на безотказность

Длительность испытаний на безотказность для двигателей с принудительным зажиганием:

- двигатели легковых автомобилей:

с рабочим объемом до 1,0 л включительно - не менее 250 ч;

с рабочим объемом свыше 1,0 до 2,5 л включительно - не менее 300 ч;

с рабочим объемом свыше 2,5 л - не менее 350 ч;

- двигатели грузовых автомобилей и автобусов:

с рабочим объемом до 2,5 л включительно - не менее 350 ч;

с рабочим объемом свыше 2,5 до 7,0 л включительно - не менее 400 ч;

с рабочим объемом свыше 7,0 л - не менее 450 ч;

- дизельные двигатели:

с рабочим объемом до 3 л включительно - не менее 400 ч;

с рабочим объемом свыше 3,0 до 7,0 л включительно - не менее 600 ч;

с рабочим объемом свыше 7,0 л - не менее 1000 ч.

8.19.5 При выходе на режим испытаний двигатель должен быть прогрет в соответствии с 6.7. Время пусков, прогревов и остановок не входит в зачетное время работы двигателя.

Испытания на безотказность следует проводить по циклам, состоящим из режимов работы двигателя, учитывающим фактическую нагрузку и ее колебания с необходимым форсированием режима испытаний, обеспечивающим объективную оценку надежности в соответствии с нормативными документами и технической документацией, утвержденными в установленном порядке, на испытания автомобильных ДВС.

8.19.6 В процессе испытаний в начале и в конце каждого цикла фиксируют:

- крутящий момент (при полностью открытом дросселе в двигателе с принудительным зажиганием и при полной подаче топлива в дизельном двигателе);

- частоту вращения коленчатого вала;

- температуру выходящей охлаждающей жидкости в характерных точках;

- температуру двигателя в точке, указанной в ТУ на двигатель (для двигателей воздушного охлаждения);

- температуру моторного масла в масляном баке для двигателей с сухим нижним картером или в картере двигателя, или в месте, указанном в ТУ на двигатель;

- температуру моторного масла после радиатора или ЖМТ;

- давление масла в системе смазки в местах, указанных в ТУ на двигатель;

- давление воздуха после вентилятора системы охлаждения двигателей воздушного охлаждения в месте, указанном в ТУ на двигатель;

- часовой расход топлива (на режиме максимальной мощности через каждые 100 ч работы двигателя);

- расход картерных газов (на режиме максимальной мощности через каждые 100 ч работы двигателя);

- температуру и давление окружающей среды;

- температуру топлива в устройстве для измерения расхода топлива или на входе в топливную систему двигателя одновременно с измерением расхода топлива.

8.19.7 В процессе испытаний следует систематически учитывать расход топлива и моторного масла (раздельно на доливку и периодическую смену масла).

8.19.8 Смену масла, фильтрующих элементов, очистку ротора центрифуги и технический уход за двигателем проводят через периоды времени, соответствующие указанным в РЭ изготовителя двигателя.

В процессе испытаний допускается регулировка агрегатов и замена свечей зажигания в соответствии с РЭ изготовителя двигателя.

8.19.9 В процессе испытания регистрируют все замеченные в работе двигателя неполадки, а также замену и ремонт отдельных деталей.

После проведения испытаний определяют ВСХ двигателя. В конце испытаний двигатель разбирают для выявления состояния его основных деталей и микрометража по одной и той же программе и в одинаковых условиях, что и первичный.

8.19.10 Двигатель считают не выдержавшим испытания на безотказность:

- при наличии отказов, для устранения которых требуется разборка двигателя со снятием головки цилиндров или масляного картера, или крышки распределительных зубчатых колес, или маховика;

- при появлении стуков, опасных для дальнейшей работы двигателя;

- если в процессе и после испытаний двигатель не может без замены деталей продолжать работу на любых рабочих режимах;

- при снижении мощности или ухудшении экономичности, происшедших во время испытаний на безотказность, более чем на 5% по сравнению с показателями, полученными перед испытаниями на безотказность;

- расходе моторного масла свыше пределов, указанных в ТУ на двигатель;

- снижении давления масла за нижний предел, установленный в ТУ на двигатель.

8.19.11 При выходе из строя во время испытаний внешних агрегатов (деталей), поставляемых смежными предприятиями (генератор, свеча зажигания, форсунка, вентиляторный ремень и т.п.), эти агрегаты (детали) заменяют и продолжают испытания. Такие замены фиксируют в протоколе испытаний и в заключении о результатах испытаний. При выходе из строя во время испытаний какого-либо внешнего агрегата (детали), за исключением свечей зажигания, более двух раз двигатель считается не выдержавшим испытания.