Межгосударственный стандарт ГОСТ 14846-2020 "Двигатели автомобильные. Методы стендовых испытаний" (введен в действие приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 30 октября 2020 г. N 1018-ст)

Межгосударственный стандарт ГОСТ 14846-2020
"Двигатели автомобильные. Методы стендовых испытаний"
(введен в действие приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 30 октября 2020 г. N 1018-ст)

Automobile engines. Methods of bench tests

ОКС 43.060

Дата введения - 1 июня 2021 г.
Взамен ГОСТ 14846-81

Предисловие

Цели, основные принципы и общие правила проведения работ по межгосударственной стандартизации установлены ГОСТ 1.0 "Межгосударственная система стандартизации. Основные положения" и ГОСТ 1.2 "Межгосударственная система стандартизации. Стандарты межгосударственные, правила и рекомендации по межгосударственной стандартизации. Правила разработки, принятия, обновления и отмены"

Сведения о стандарте

1 Разработан Федеральным государственным унитарным предприятием "Центральный ордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательский автомобильный и автомоторный институт "НАМИ" (ФГУП "НАМИ")

2 Внесен Межгосударственным техническим комитетом по стандартизации МТК 56 "Дорожный транспорт"

3 Принят Межгосударственным советом по стандартизации, метрологии и сертификации (протокол от 30 октября 2020 г. N 134-П)

За принятие проголосовали:

Краткое наименование страны по МК (ИСО 3166) 004-97	Код страны по МК (ИСО 3166) 004-97	Сокращенное наименование национального органа по стандартизации
Армения	AM	ЗАО "Национальный орган по стандартизации и метрологии" Республики Армения
Беларусь	BY	Госстандарт Республики Беларусь
Киргизия	KG	Кыргызстандарт
Россия	RU	Росстандарт
Таджикистан	TJ	Таджикстандарт
Узбекистан	UZ	Узстандарт
Украина	UA	Минэкономразвития Украины

4 Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 30 октября 2020 г. N 1018-ст межгосударственный стандарт ГОСТ 14846-2020 введен в действие в качестве национального стандарта Российской Федерации с 1 июня 2021 г.

5 Взамен ГОСТ 14846-81

Введение

Настоящий стандарт предназначен для применения государственными, коммерческими, общественными, научными организациями, а также органами по сертификации и технической экспертизы транспортных средств, уполномоченными в соответствии с национальными законодательствами.

Положения стандарта обязательны при разработке технических условий (ТУ) на автомобильные двигатели и других документов, связанных с испытаниями автомобильных двигателей и определением качества продукции.

Данный стандарт может быть использован при проведении сертификационных испытаний двигателей. Объем испытаний и требуемые значения устанавливает [1].

Стандарт допускается применять при проведении научно-исследовательских работ (НИР) или опытно-конструкторских работ (ОКР), связанных с разработкой отдельных деталей и узлов или автомобильных двигателей в целом.

1 Область применения

Настоящий стандарт устанавливает методы и условия проведения испытаний автомобильных поршневых и роторно-поршневых двигателей внутреннего сгорания и их модификаций для определения:

- мощностных и экономических показателей при полных нагрузках (мощности нетто и брутто);

- мощностных и экономических показателей при частичных нагрузках;

- показателей на холостом ходу;

- условных механических потерь;

- равномерности работы цилиндров;

- безотказности работы;

- выбросов вредных веществ (ВВВ), как газообразных, так и взвешенных частиц, видимых ВВВ [дымности отработавших газов (ОГ)];

- шумовых характеристик;

- пусковых качеств.

Стандарт не распространяется на гибридные силовые установки, но допускается его применение для испытаний поршневых двигателей, входящих в их состав.

2 Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие межгосударственные стандарты:

ГОСТ 8.417 Государственная система единства измерений. Единицы величин

ГОСТ 959 Батареи аккумуляторные свинцовые стартерные для автотракторной техники. Общие технические условия ¹⁾

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

¹⁾_{В Российской Федерации действует ГОСТ Р 53165-2008 "Батареи аккумуляторные свинцовые стартерные для автотракторной техники. Общие технические условия".}

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

ГОСТ ISO 3745 Акустика. Определение уровней звуковой мощности и звуковой энергии источников шума по звуковому давлению. Точные методы для заглушенных и полузаглушенных камер

ГОСТ 17187 (IEC 61672-1:2002) Шумомеры. Часть 1. Технические требования ²⁾

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

²⁾_{В Российской Федерации действует ГОСТ Р 53188.1-2019 "Государственная система обеспечения единства измерений. Шумомеры. Часть 1. Технические требования".}

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

ГОСТ 17479.1 Масла моторные. Классификация и обозначение

ГОСТ 27408 Шум. Методы статистической обработки результатов определения и контроля уровня шума, излучаемого машинами

ГОСТ 27577 Газ природный топливный компримированный для двигателей внутреннего сгорания. Технические условия

ГОСТ 27578 Газы углеводородные сжиженные для автомобильного транспорта. Технические условия

ГОСТ IEC 60034-2-1 Машины электрические вращающиеся. Часть 2-1. Стандартные методы определения потерь и коэффициента полезного действия по испытаниям (за исключением машин для подвижного состава)

Примечание - При пользовании настоящим стандартом целесообразно проверить действие ссылочных стандартов и классификаторов на официальном интернет-сайте Межгосударственного совета по стандартизации, метрологии и сертификации (www.easc.by) или по указателям национальных стандартов, издаваемым в государствах, указанных в предисловии, или на официальных сайтах соответствующих национальных органов по стандартизации. Если на документ дана недатированная ссылка, то следует использовать документ, действующий на текущий момент, с учетом всех внесенных в него изменений. Если заменен ссылочный документ, на который дана датированная ссылка, то следует использовать указанную версию этого документа. Если после принятия настоящего стандарта в ссылочный документ, на который дана датированная ссылка, внесено изменение, затрагивающее положение, на которое дана ссылка, то это положение применяется без учета данного изменения. Если ссылочный документ отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, применяется в части, не затрагивающей эту ссылку.

3 Термины и определения

В настоящем стандарте применены следующие термины с соответствующими определениями:

3.1 колесные транспортные средства; КТС: Транспортные средства категорий L, М, N и О, снабженные колесным движителем, предназначенные для эксплуатации на автомобильных дорогах общего пользования, а также на автомагистралях.

3.2 мощность нетто P _n, кВт: Эффективная мощность, снятая с коленчатого вала (или его эквивалента) двигателя, изготовленного, отрегулированного и обкатанного в соответствии с конструкторской документацией, утвержденной в установленном порядке, на двигатель при полностью открытом дросселе у двигателя с принудительным зажиганием и при полной подаче топлива у дизельного двигателя при комплектации двигателя серийным оборудованием и устройствами.

Примечание - Комплектация двигателя для определения полезной мощности (нетто) - в соответствии с приложением А.

3.3 мощность брутто N _б, кВт: Эффективная мощность, снятая с коленчатого вала (или его эквивалента) двигателя, изготовленного, отрегулированного и обкатанного в соответствии с конструкторской документацией, утвержденной в установленном порядке на двигатель при полностью открытом дросселе у двигателя с принудительным зажиганием и при полной подаче топлива у дизельного двигателя, при комплектации двигателя серийным оборудованием и устройствами.

Примечание - Комплектация двигателя для определения мощности брутто - в соответствии с приложением Б.

3.4 мощность механических потерь Р _М.П, кВт: Мощность, затрачиваемая на преодоление трения в двигателе, на приведение в действие устройств, обслуживающих двигатель, и на насосные потери.

3.5 максимальный крутящий момент нетто М _max, : Установленный техническими условиями на двигатель максимальный крутящий момент при указываемой частоте вращения коленчатого вала (или его эквивалента) двигателя, изготовленного, отрегулированного и обкатанного в соответствии с конструкторской документацией, утвержденной в установленном порядке, при полностью открытом дросселе у двигателя с принудительным зажиганием и при полной подаче топлива у дизельных двигателей, при комплектации двигателя серийным оборудованием и устройствами.

Примечание - Комплектация двигателя для определения полезной мощности (нетто) - в соответствии с приложением А.

3.6 максимальный крутящий момент брутто М _{б mах}, : Установленный техническими условиями на двигатель максимальный крутящий момент при указываемой частоте вращения коленчатого вала (или его эквивалента) двигателя, изготовленного, оборудованного и обкатанного в соответствии с конструкторской документацией, утвержденной в установленном порядке, при полностью открытом дросселе у двигателей с принудительным зажиганием и при полной подаче топлива у дизельных двигателей при комплектации двигателя серийным оборудованием и устройствами.

Примечание - Комплектация двигателя для определения мощности брутто - в соответствии с приложением Б.

3.7 частота вращения, соответствующая максимальному крутящему моменту двигателя n _{M max}, мин ^-1: Частота (или диапазон частот) вращения коленчатого вала, при которой двигатель развивает максимальный крутящий момент.

3.8 максимальная частота вращения холостого хода n _{х.х mах}, мин ^-1: Наибольшая частота вращения холостого хода, установленная в технических условиях на двигатель.

3.9 минимальная частота вращения холостого хода n _{х.х min}, мин ^-1: Минимальная частота вращения холостого хода, установленная в технических условиях на двигатель и обеспечивающая устойчивую работу двигателя на холостом ходу не менее 10 мин.

3.10 удельный расход топлива g _ео, г/: Масса топлива, расходуемого в двигателе за 1 ч, отнесенная к соответствующей приведенной мощности, развиваемой двигателем.

Примечание - Удельный расход топлива газовых двигателей допускается выражать как удельный расход энергии, Дж/.

3.11 условная индикаторная мощность цилиндра Р _iц, кВт: Разность между мощностью нетто (или брутто) и мощностью, развиваемой этим же двигателем при этой же частоте вращения, но при выключенном в одном из цилиндров зажигании или при прекращении подачи топлива в один из цилиндров.

3.12 коэффициент равномерности работы цилиндров: Отношение наименьшей условной индикаторной мощности одного из цилиндров к наибольшей условной индикаторной мощности одного из цилиндров данного двигателя.

3.13 условный механический КПД: Отношение мощности нетто (брутто) двигателя к его условной индикаторной мощности.

3.14 масса двигателя G, кг: Масса двигателя с маховиком, картером маховика, водяным насосом, вентилятором, шкивами и ремнями и приводом вентилятора, масляным насосом и масляными фильтрами, карбюратором, топливным насосом, свечами зажигания, распределителем и катушкой зажигания (для двигателей с принудительным зажиганием) или с форсунками, насосом высокого давления, подкачивающей помпой, топливными фильтрами, свечами накала (для дизельных двигателей), впускным и выпускным трубопроводами, ступенчатым наддувом, воздухоочистителем и стартером (при условии, если вышеперечисленные агрегаты и детали установлены непосредственно на двигателе), но без сцепления, радиатора системы охлаждения, масляного радиатора (если он не встроен в двигатель), глушителя и его труб, автомобильного компрессора, насоса гидроусилителя руля, предпускового подогревателя, без охлаждающей жидкости и масла, без деталей крепления двигателя.

Примечание - При указании массы двигателя, комплектация которого отличается от указанной выше, должно быть отмечено отличие по номенклатуре составных частей.

3.15 номинальная частота вращения: Частота вращения коленчатого вала, установленная техническими условиями на двигатель для номинальной мощности.

3.16 отработавшие газы; ОГ: Смесь газообразных продуктов полного сгорания, избыточного воздуха и различных микропримесей (газообразных, жидких и взвешенных частиц), поступающая из цилиндров двигателя в его выпускную систему.

3.17 влажные ОГ: ОГ, влагосодержание которых соответствует полному составу продуктов сгорания топлива.

3.18 коэффициент избытка воздуха: Безразмерная величина, представляющая собой отношение массы воздуха, поступившей в цилиндр двигателя, к массе воздуха, теоретически необходимой для полного сгорания поданного в цилиндр топлива.

3.19 метод разбавления полного потока: Процесс смешивания разбавляющего воздуха с полным потоком ОГ до отделения доли разбавленных ОГ для проведения анализа.

3.20 метод разбавления части потока: Процесс отделения от полного потока части потока ОГ, необходимой для анализа, с последующим его смешиванием с соответствующим количеством разбавляющего воздуха для проведения измерения массы и количества взвешенных частиц.

3.21 выбросы вредных веществ; ВВВ: Компоненты, входящие в состав ОГ и считающиеся загрязнителями атмосферы.

Примечание - Например, ВВВ являются оксид углерода, углеводороды, оксиды азота, выраженные в эквиваленте диоксида азота, и взвешенные частицы.

3.22 удельные выбросы вредных веществ (удельные ВВВ): Массовое количество вредных веществ, выраженное в граммах на киловатт-час [г/()].

3.23 цикл испытаний на установившихся режимах: Испытательный цикл, включающий последовательность режимов, на которые отводят достаточное время для достижения двигателем определенной частоты вращения, крутящего момента и критериев стабильности на каждом режиме.

3.24 цикл испытаний на быстропеременных режимах: Испытательный цикл, включающий последовательность нормализованных значений частоты вращения и крутящего момента, которые относительно быстро изменяются по времени.

Примечание - Проведение испытаний на быстропеременных режимах - см. [2] ¹⁾.

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

¹⁾_{В Российской Федерации действует ГОСТ Р ИСО 16183-2013 "Высоконагруженные двигатели. Измерение выбросов газообразных вредных веществ в неразбавленных отработавших газах и выбросов частиц с использованием системы разбавления части потока при проведении испытаний на быстропеременных режимах".}

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

3.25 пробоотборная система: Устройство для подачи ОГ из выпускной системы двигателя в измерительную камеру газоанализатора или дымомера.

3.26 взвешенные частицы: Любая субстанция, отложившаяся на фильтре из определенного материала после разбавления ОГ чистым отфильтрованным воздухом при температуре не более 325 К (52 °С), измеренной в точке непосредственно перед фильтром.

Примечание - Прежде всего, это углерод (сажа), углеводороды и сульфаты со связанной водой.

3.27 дымность: Показатель, характеризующий степень поглощения светового потока, просвечивающего столб ОГ определенной длины, либо видимая дисперсия жидких и/или взвешенных частиц в ОГ, образовавшаяся в результате неполного сгорания топлива и масла в цилиндрах двигателя.

3.28 дымомер: Средство измерения дымности ОГ.

3.29 коэффициент поглощения света k, м ^-1: Значение дымности, измеренное по основной шкале дымомера с диапазоном от 0 до .

Примечание - Для сопоставления полученных результатов необходимо определять температуру и давление в зоне измерения дымности, так как они влияют на коэффициент поглощения светового потока.

3.30 показатель дымности (непрозрачности) N, %: Значение дымности, измеренное дымомером по вспомогательной линейной шкале с диапазоном 0 % - 100 %.

3.31 эффективная фотометрическая длина: Длина участка светового луча между источником излучения и приемником (через который проходит поток ОГ), при необходимости скорректированная в соответствии с требованиями учета неоднородности, вызванной различием градиента плотности потока, а также эффекта интерференции.

3.32 свободное ускорение: Увеличение частоты вращения коленчатого вала двигателя от минимальной до максимальной без внешней нагрузки, выполняемое при равномерном перемещении органа управления подачей топлива из исходного положения до упора за 0,5-1,0 с.

3.33 дымность отработавших газов в режиме свободного ускорения X _Mi, м ^-1: Видимый выброс загрязняющих веществ с ОГ двигателей с воспламенением от сжатия, характеризующийся максимальным значением коэффициента поглощения света, измеренным в режиме свободного ускорения.

3.34 результат определения дымности в режиме свободного ускорения: Среднее арифметическое значение четырех последних измерений дымности ОГ.

3.35 испытательный цикл (режимы испытаний): Совокупность фиксированных по частоте вращения и мощности режимов работы двигателя, устанавливаемая в соответствии с его назначением и реализуемая в процессе испытаний.

3.36 двигатель с принудительным зажиганием: Двигатель внутреннего сгорания, воспламенение в котором инициируется электрической искрой.

3.37 уровень шума (звукового давления) двигателя, дБА: Характеристика внешнего шума, производимого двигателем при его работе на внешней скоростной характеристике, измеренная по установленной методике на расстоянии 1 м от испытуемого двигателя.

3.38 пусковые качества двигателя: Совокупность свойств двигателя, его узлов и агрегатов, систем КТС, от которых зависит надежный пуск двигателя, обеспечивающих приведение двигателя в действие с принятием нагрузки в определенных условиях и за установленное время.

3.39 холодный двигатель: Двигатель при температуре его деталей, охлаждающей жидкости, моторного масла и топлива, отличающейся от температуры окружающего воздуха не более чем на 1 °С (без учета погрешностей измерений).

3.40 горячий двигатель: Двигатель, остановленный после работы, при температуре окружающего воздуха до 45 °С и температуре охлаждающей жидкости и/или моторного масла не ниже 5 °С рабочей температуры двигателя, установленной в технических условиях на двигатель конкретного типа.

3.41 надежный пуск двигателя: Пуск двигателя, оборудованного всеми навесными агрегатами, на основном топливе не более чем за три попытки пуска "холодного двигателя" и не более чем за две попытки пуска горячего двигателя и двигателя после тепловой подготовки.

3.42 предельная температура надежного пуска холодного двигателя: Наиболее низкая температура окружающего воздуха, при которой осуществляется надежный пуск двигателя с допустимыми отклонениями от температуры окружающего воздуха (без учета погрешностей измерений).

3.43 время подготовки двигателя к принятию нагрузки: Общие затраты времени на приведение в действие и работу устройства облегчения пуска холодного двигателя, или устройства для облегчения пуска горячего двигателя, или системы тепловой подготовки, а также на пуск двигателя и его работу на холостом ходу до достижения состояния, обеспечивающего принятие нагрузки.

3.44 минимальная пусковая частота вращения: Наименьшая для данной температуры средняя частота вращения коленчатого вала двигателя, при которой обеспечивается пуск стартером двигателя за две попытки пуска.

3.45 среднее давление трения р _М.П, МПа: Условная удельная величина, характеризующая сопротивление проворачиванию коленчатого вала двигателя (укомплектованного всеми штатными навесными агрегатами, необходимыми для работы двигателя).

3.46 система последующей обработки отработавших газов, система нейтрализации отработавших газов; СПООГ: Совокупность компонентов, обеспечивающих снижение ВВВ с ОГ при работе двигателя.

3.47 диагностический индикатор: Световой индикатор на панели приборов КТС, информирующий водителя о появлении неисправностей в системах управления двигателем и СПООГ.

3.48 встроенная (бортовая) система диагностирования двигателя: Совокупность входящих в конструкцию двигателя устройств, обеспечивающих своевременное информирование водителя и накопление данных о неисправностях в системах управления двигателем и СПООГ.

3.49 экологический класс: Классификационный код, характеризующий КТС в зависимости от уровня удельных ВВВ, наличия и возможностей бортовой системы диагностики.

4 Виды испытаний автомобильных двигателей

4.1 Приемочные испытания опытных образцов проводят с целью контроля качества и характеристик двигателя, его соответствия предоставляемым документам. Они должны включать в себя определение мощности, удельного расхода топлива и давления масла при номинальной частоте вращения и положении органов управления регулятора частоты вращения, соответствующей полной подаче топлива, а также максимальной частоты вращения холостого хода и давления масла при минимальной устойчивой частоте вращения холостого хода.

4.2 Периодические испытания проводят с целью контроля качества сборки и регулировки двигателей в соответствии с конструкторской документацией (КД) на двигатель конкретной марки.

4.3 Периодические кратковременные испытания включают в себя определение внешней скоростной характеристики, минимальной устойчивой частоты вращения холостого хода, относительного расхода масла на угар, их проводят с целью контроля соответствия показателей двигателей техническому описанию (ТО) и/или техническим условиям (ТУ).

4.4 Периодические длительные испытания (на безотказность) проводят с целью контроля соответствия показателей безотказности и стабильности параметров двигателей ТУ на двигатели конкретных марок. Контроль показателей безотказности и стабильности параметров двигателей осуществляют при помощи нормальных или ускоренных испытаний. Испытания проводят повторяющимися циклами.

4.5 В приложении В указан типовой объем испытаний двигателя. Допускается увеличение или уменьшение указанного объема испытаний, что должно быть отражено в программе испытаний, утвержденной в установленном порядке.

4.6 Если к продукции предъявляют обязательные требования стандартов и [1], подлежащие в дальнейшем обязательному подтверждению соответствия (сертификации), то результаты приемочных испытаний, проведенных в аккредитованных лабораториях (центрах), могут быть использованы для получения подтверждения соответствия (сертификации) по установленным правилам.

4.7 Программы и методики испытаний разрабатывают на основе требований стандартов, КД с использованием, при необходимости, типовых программ и (стандартизованных) методик испытаний.

При разработке в текст документа "Программы испытаний" включают разделы, содержащие:

- описание объекта испытаний;

- цели испытаний;

- объема испытаний, оцениваемые характеристики (свойства, показатели) продукции;

- условия и порядок проведения испытаний;

- метрологическое обеспечение испытаний;

- форму отчетности.

Если разрабатывают документ "Программа и методики испытаний", дополнительно в документ включают информацию:

- о используемых средствах испытаний, контроля и измерений;

- используемых способах обработки, анализа и оценки результатов испытаний.

В процессе испытаний ход и результаты испытаний документируют по форме и в сроки, предусмотренные документами "Программа испытаний" или "Программа и методика испытаний". Заданные и фактические данные, полученные при испытаниях, отражают в протоколе(ах).

4.8 В случае несоответствия образца продукции требованиям ТУ или КД или выхода его из строя испытания могут быть прерваны или прекращены, что документально оформляют.

5 Классификация поршневых двигателей

5.1 Поршневые двигатели классифицируют:

а) по роду применяемого топлива:

1) на жидком топливе [дизельном топливе, бензине, спирте, дизельном биотопливе, диметиловом эфире (ДМЭ) и др. альтернативных видах жидкого топлива];

2) газовые [на компримированном природном газе (КПГ), сжиженном природном газе (СПГ), газах углеводородных сжиженных (СУГ), водороде и др. газообразных топливах];

3) двухтопливные (газодизельные различного типа и др.);

4) многотопливные (сочетание различных марок жидкого топлива);

б) по способу преобразования тепловой энергии в механическую:

1) поршневые [по числу и расположению цилиндров (рядные, V-образные, оппозитные и др.)];

2) роторно-поршневые;

3) аксиально поршневые;

в) по способу воспламенения рабочей смеси:

1) двигатели с принудительным зажиганием рабочей смеси (например, с искровым зажиганием);

2) двигатели с воспламенением от сжатия (например, дизельные, газодизельные двигатели);

г) по способу осуществления рабочего цикла (тактность):

1) четырехтактные;

2) двухтактные;

д) по способу охлаждения:

1) с жидкостным охлаждением;

2) воздушным охлаждением;

е) по способу наполнения цилиндра:

1) атмосферные;

2) с наддувом (газотурбинным и/или с механическим приводом агрегата наддува или другого типа, например с электроприводом).

5.2 Данная классификация не охватывает все типы поршневых двигателей, но может служить основой для классификации других типов поршневых двигателей, на которые распространяется область применения настоящего стандарта.

6 Условия проведения испытаний

6.1 Двигатели серийного производства и опытные образцы новых и модернизированных двигателей перед испытаниями должны быть обкатаны в объеме, установленном нормативными документами и технической документацией на обкатку двигателей, утвержденными в установленном порядке. Двигатели, бывшие в эксплуатации, обкатке не подлежат.

6.2 Атмосферные условия

6.2.1 Испытания рекомендуется проводить при стандартных атмосферных условиях: температура воздуха на входе в двигатель Т _а = 298 К (25 °С) и атмосферное давление сухого воздуха p _s = 99 кПа. Допустимые диапазоны указанных параметров: 283 К  Т _а  313 К (10 °С  Т _а  40 °С), 80 кПа  p _s  110 кПа.

6.2.2 Измеряют температуру Т _а, К, давление p _s, кПа, и вычисляют коэффициент атмосферных условий f _a по формулам:

а) двигатели с воспламенением от сжатия:

- двигатели без наддува и двигатели с механическим приводом агрегата наддува:

;

(1)

- двигатели с газотурбинным наддувом (с охлаждением наддувочного воздуха или без охлаждения):

;

(2)

б) двигатели с принудительным (искровым) зажиганием:

.

(3)

6.2.3 Достоверность испытаний по ВВВ

Для того, чтобы испытания были признаны достоверными, значения параметра f _a должны находиться в диапазоне от 0,96 до 1,06.

6.3 Двигатели с охлаждением воздушного заряда (наддувочного воздуха)

Температура воздушного заряда при полной нагрузке и частоте вращения, соответствующей заявленной максимально мощности, должна составлять  5 К ( 5 °С) от максимальной температуры наддувочного (впускного) воздуха, предписанной изготовителем. Температура охлаждающей субстанции должна быть не менее 293 К (20 °С).

Если используют лабораторную систему или внешний вентилятор, то температура воздушного заряда должна составлять  5 К ( 5 °С) от максимальной температуры воздуха после теплообменника охлаждения наддувочного воздуха (ТОНВ), указанной изготовителем при полной нагрузке и частоте вращения, соответствующей заявленной максимальной мощности.

6.4 Мощность

6.4.1 Мощность нетто определяют при комплектации двигателя, приведенной в таблице А.1 приложения А. Если невозможно проведение испытаний двигателя в комплектации, указанной в приложении А, необходимо полученную мощность скорректировать для определения полезной мощности в соответствии с 9.2.2.

Удельные ВВВ определяют по отношению к неприведенной полезной мощности (нетто) при выполнении условий 6.2.3.

6.4.2 Мощность брутто определяют при комплектации двигателя, приведенной в таблице Б.1 приложения Б.

6.4.3 При испытаниях двигателя по внешней скоростной характеристике (ВСХ) в области предполагаемого максимума мощности рекомендуется провести дополнительные замеры для определения максимальной мощности на промежуточных частотах вращений. Перед оценкой результатов испытаний по ВСХ на соответствие требованиям нормативных документов и технической документации, утвержденных в установленном порядке, измеренную мощность Р _m приводят к стандартным атмосферным условиям путем умножения ее значения на поправочный коэффициент. Расчет поправочных коэффициентов и , а также их допустимые значения приведены в 9.4.

6.5 Система впуска воздуха в двигатель

Необходимо использовать систему впуска воздуха в двигатель, обеспечивающую сопротивление воздуха в пределах  100 Па от верхнего предела, установленного изготовителем для режима работы двигателя, соответствующего заявленной максимальной мощности.

6.6 Система выпуска отработавших газов

Используют систему выпуска КТС или лабораторную систему, обеспечивающую противодавление газов (на выпуске из турбины или на выходе из выпускного коллектора в случае отсутствия турбины) в пределах  1000 Па от верхнего предела противодавления, создаваемого двигателем, работающим при полной нагрузке и частоте вращения, соответствующей заявленной максимальной мощности.

Если на выпуске двигателя установлена система отбора пробы ОГ, то выпускная труба в месте установки системы отбора ОГ должна максимально соответствовать диаметру трубы, используемой в процессе эксплуатации КТС. Расстояние от фланца выпускного коллектора или выхода турбины турбокомпрессора до СПООГ должно быть таким же, как в выпускной системе, устанавливаемой в эксплуатации, или в пределах длины, заявленной изготовителем. Участок трубы с установленным пробоотборником (мерный участок) должен иметь одинаковый диаметр на всем своем протяжении.

Если диаметр или форма выпускной трубы отличаются от диаметра мерного участка, то на входе в мерный участок должен быть установлен переходной элемент. При объединении патрубков от отдельных групп цилиндров двигателя переходный элемент должен обеспечивать равномерное перемешивание ОГ из всех цилиндров.

Система выпуска должна отвечать требованиям в отношении отбора проб - см. [2] ¹⁾.

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

¹⁾_{В Российской Федерации действует ГОСТ Р ИСО 16183-2013 "Высоконагруженные двигатели. Измерение выбросов газообразных вредных веществ в неразбавленных отработавших газах и выбросов частиц с использованием системы разбавления части потока при проведении испытаний на быстропеременных режимах".}

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

Противодавление или ограничение выпуска должно соответствовать изложенным выше критериям и может регулироваться с помощью клапана.

6.7 Система охлаждения

Необходимо использовать систему охлаждения достаточной производительности для поддержания нормальной рабочей температуры двигателя, предписанной изготовителем.

Циркуляцию охлаждающей жидкости осуществляют за счет штатных насосов двигателя. Если вместо штатного радиатора используют стендовую систему охлаждения, то потери во внешнем контуре системы охлаждения должны соответствовать потерям давления в штатной системе охлаждения двигателя.

Если вентилятор (в том числе электрический) отключен или не установлен, то расчет полезной мощности проводят в соответствии с 9.2. Если мощность, затрачиваемая на привод вентилятора, не известна, то ее определяют в соответствии с 8.10.

Температуру охлаждающей жидкости на выходе из двигателя поддерживают на уровне, указанном изготовителем. В случае отсутствия данных по температуре охлаждающей жидкости ее поддерживают в пределах 348-358 К (75 °С - 85 °С).

При проведении испытаний двигателей воздушного охлаждения температуру двигателя в точке, указанной в ТУ на двигатель, поддерживают в пределах между максимальным значением, указанным в ТУ на двигатель, и уменьшенным на 293 К (20 °С) значением по ТУ.

При отсутствии таких указаний температура охлаждающего воздуха должна находиться в диапазоне от 293 К (20 °С) до 313 К (40 °С).

6.8 Моторное масло

Используемое масло должно соответствовать заявленному изготовителем. Характеристики смазочных материалов, используемых при проведении испытаний, должны быть зафиксированы и представлены в протоколах испытаний.

Температура масла, измеренная в масляном насосе, маслоотстойнике или на выходе из масляного радиатора, если таковой имеется, должна поддерживаться в пределах, установленных изготовителем двигателя.

Если нет данных изготовителя по температуре моторного масла, то, за исключением двигателей, оборудованных жидкостно-масляным теплообменником (ЖМТ), ее следует поддерживать в пределах 353-373 К (80 °С - 100 °С). При испытаниях двигателя со штатным ЖМТ осуществляют только регистрацию значений измеренных температур масла.

6.9 Топливо

Характеристики топлива, применяемого при испытаниях, должны быть определены, зарегистрированы и указаны в протоколах испытаний. Используемые при испытаниях двигателя дизельное топливо или бензин должны соответствовать требованиям [3], ДМЭ - см. [4], а также [5]-[7]. Используемое при испытаниях газообразное топливо должно соответствовать требованиям: ГОСТ 27577 - для КПГ; ГОСТ 27578 - для СУГ; указанным в нормативных документах государств, принявших настоящий стандарт ¹⁾, - для СПГ; для водорода - см. [8] ²⁾. При использовании топлив, называемых эталонными, должны быть представлены код справочной информации и анализ топлива (см. приложение Г). Температура топлива на входе в двигатель или топливный насос высокого давления должна поддерживаться в пределах 306-316 К (33 °С - 43 °С).

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

¹⁾_{В Российской Федерации действует ГОСТ Р 56021-2014 "Газ горючий природный сжиженный. Топливо для двигателей внутреннего сгорания и энергетических установок. Технические условия".}

²⁾_{В Российской Федерации действует ГОСТ Р ИСО 14687-1-2012 "Топливо водородное. Технические условия на продукт. Часть 1. Все случаи применения, кроме использования в топливных элементах с протоннообменной мембраной, применяемых в дорожных транспортных средствах".}

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

6.10 Для поддержания температур, установленных в 6.7-6.9, допускается использовать, при необходимости, вспомогательную систему охлаждения или автономный вентилятор.

6.10.1 При каждом испытании число точек измерений должно быть достаточным для того, чтобы при построении характеристик выявить форму и характер протекания кривой во всем диапазоне исследуемых режимов.

6.10.2 Показатели двигателя определяют как при ручном, так и при автоматическом управлении стендом. Показатели двигателя определяют при установившемся режиме работы, за исключением испытательных циклов ETC, ELR и WHTC по [9].

6.10.3 Значения крутящего момента, частоты вращения и расхода топлива определяют одновременно. В протокол вносят среднее арифметическое значение результатов двух последовательных измерений, которые не должны отличаться более чем на 2 %.

6.10.4 При определении рабочих показателей, условных механических потерь и равномерности работы цилиндров фиксируют показатели, перечисленные в 8.9.

7 Испытательный стенд и аппаратура

7.1 Требования к точности приборов следует определять заданной необходимой погрешностью непосредственно измеряемых параметров либо рассчитываемых на основе измеренных значений.

Испытательный стенд должен быть оборудован приборами и измерительной аппаратурой, позволяющими проводить измерение показателей с точностью, указанной в таблице 1.

Таблица 1 - Минимальная точность измерительных приборов

Измеряемый параметр	Допускаемая погрешность
1 Крутящий момент	2 % от считываемых значений или  1 % от максимального значения двигателя, в зависимости от того, какой из этих показателей выше
2 Частота вращения
3 Расход топлива
4 Расход воздуха
5 Температура воздуха	1 К ( 1 °С)
6 Температура топлива	2 К ( 2 °С)
7 Расход ОГ	2,5 % считываемых показаний
8 Температура охлаждающей жидкости	2 К ( 2 °С)
9 Температура моторного масла	2 К ( 2 °С)
10 Температура ОГ	2 К ( 2 °С)
11 Атмосферное давление	0,1 кПа абсолютной величины
12 Противодавление ОГ	0,2 кПа абсолютной величины
13 Разрежение на входе	0,05 кПа абсолютной величины
14 Относительная влажность	3 % абсолютной величины
15 Абсолютная влажность	5 % считываемых показаний
16 Угол опережения зажигания или начала подачи топлива	0,5° поворота коленчатого вала
17 Давление наддувочного воздуха	200 Па (2,0 мбар)
18 Расход разбавителя	2 % считываемых показаний
19 Расход разбавленных ОГ	2 % считываемых показаний
20 Концентрации НС и NO x	5 % считываемых показаний
21 Концентрации СО, СO 2, O 2	5 % считываемых показаний
22 Концентрация NH 3	3 % от считываемых показаний или 2 млн -1, в зависимости от того, какое из этих значений больше
Примечания 1 Дополнительные требования к параметрам 1 и 2 по частоте управляющего сигнала указаны в 7.2.1. 2 Дополнительные требования к параметрам 20; 21 и 22 по частоте опроса указаны в 7.2.6.1.

7.2 Динамометр и оборудование испытательного бокса

7.2.1 Динамометр

Динамометр, имеющий необходимые характеристики, соединяется с двигателем с помощью вала.

Вал, соединяющий двигатель и динамометр, должен быть подобран с характеристиками, гарантирующими нахождение резонансной частоты вне нормального рабочего диапазона двигателя или основных режимов испытаний.

Примечание - Неправильный подбор вала и соединительных муфт, а также неправильный монтаж двигателя и динамометра могут привести:

- к увеличению крутильных колебаний;

- вибрации двигателя или динамометра;

- выходу из строя соединительного вала;

- повреждению подшипников двигателя или динамометра.

Особая осторожность необходима там, где момент инерции динамометра более чем в два раза превышает момент инерции двигателя.

Для проведения испытаний, описанных в разделе 8 и в [9] (см. также [2]), используют динамометр, который должен обеспечивать требуемые ускорения и минимальные моменты инерции вращающихся масс.

Рекомендуемая частота управляющего сигнала динамометра для испытания на быстропеременных режимах - 10 Гц (допускается не менее 5 Гц). При испытаниях по определению уровня выбросов в циклах ETC и WHTC по [9] динамометр должен позволять выполнять заданный цикл. Оценку точности выполнения цикла проводят по фактической работе в цикле W _act, , и регрессионному анализу.

7.2.2 Измерение расхода топлива

Приборы или устройства для измерения расхода топлива не должны оказывать влияние на работу двигателя. Давление топлива, подводимого к двигателю и отводимого от двигателя, должно соответствовать требованиям ТУ на двигатель. Если в ТУ не указано необходимое давление отводимого топлива, то оно должно составлять не более 25 кПа.

Расход топлива может измеряться весовым или объемным (с учетом плотности топлива и, если необходимо, температуры топлива в устройстве измерения расхода топлива) способом. В устройстве для измерения расхода топлива или отдельно от него должно быть установлено устройство для поддержания температуры топлива на входе в двигатель.

Погрешность измерения, если не установлены другие требования, должна соответствовать указанной в таблице 1.

Для двухтопливных двигателей, работающих в двухтопливном режиме, необходимо проводить измерение расхода одновременно двух видов топлива.

Если измерение расхода проводят в ручном режиме, то продолжительность замера должна составлять не менее 30 с. Массовый расход жидкого топлива g _F, кг/ч, в этом случае вычисляют по формуле

,

(4)

или

,

(5)

где - объем мерного сосуда, дм ³;

- масса емкости с топливом в начале замера, кг;

- масса емкости с топливом в конце замера, кг;

- плотность топлива при испытаниях, кг/м ³;

- продолжительность измерения расхода топлива, с.

7.2.3 Измерение расхода воздуха

Приборы или устройства для измерения расхода воздуха не должны создавать дополнительное разрежение выше требований, указанных в ТУ на двигатель, или искажать кривые крутящего момента и часового расхода топлива, определенные без указанных приборов и устройств, более чем на  1 % во всем диапазоне скоростной характеристики.

Для измерения могут быть использованы ультразвуковой расходомер, вихревой расходомер, термоанемометрический расходомер, объемный расходомер или дифференциальное устройство измерения давления, например мерное сопло, с учетом требований, указанных в 6.5. Точность измерения массового расхода воздуха должна соответствовать указанной в таблице 1.

Измеренный объемный расход воздуха переводится в массовый расход воздуха g _А, кг/ч, по формуле

,

(6)

где - объемный расход воздуха, м ³/ч;

- плотность воздуха, кг/м ³.

7.2.4 Измерение массового расхода отработавших газов

Измерение массового расхода ОГ возможно двумя способами:

а) непосредственное измерение расхода ОГ, производимое с помощью следующих устройств:

- дифференциальное устройство измерения давления, например трубка Пито;

- ультразвуковой расходомер;

- вихревой расходомер.

Во избежание погрешностей измерения, которые приведут к ошибочным значениям удельных ВВВ, необходимо тщательно устанавливать измерительное устройство в системе выпуска ОГ двигателя в соответствии с рекомендациями изготовителя прибора. Особое внимание необходимо обращать на то, чтобы установка устройства не сказалась отрицательно на характеристиках двигателя и параметрах выбросов, также необходимо учитывать требования, указанные в 6.6;

б) метод расчета расхода ОГ

Этот метод предполагает измерение расхода воздуха и топлива с помощью соответствующих расходомеров и вычисление значений расхода ОГ по формуле (23).

Для двухтопливных двигателей, работающих в двухтопливном режиме, измеряют значения расхода каждого топлива и полученные значения массового расхода суммируют в соответствии с формулой (24).

7.2.5 Расход реагента системы последующей обработки отработавших газов

Если на участке до пробоотбора системы измерения ВВВ или взвешенных частиц добавляют в ОГ реагент СПООГ (не учтенный при измерениях расхода воздуха и топлива), объем которого может превышать погрешность измерения (см. таблицу 1), то при определении расходов ОГ по 7.2.4, способ б), проводят учет внешнего компонента, добавляемого в ОГ. В этом случае проводят замер расхода реагента, используемого в СПООГ.

7.2.6 Оборудование для измерения выбросов вредных веществ и частиц

7.2.6.1 Определение содержания газообразных ВВВ

Диапазон измерений газоанализаторов должен соответствовать ожидаемым ВВВ и точности, требуемой для измерения концентраций компонентов ОГ.

При сертификационных испытаниях для анализа ВВВ необходимо использовать следующие типы анализаторов:

- недисперсионный инфракрасный анализатор (NDIR) абсорбционного типа для измерения оксида углерода (СО);

- нагреваемый хемилюминесцентный детектор (HCLD) с конвертером NO ₂/NO для измерения оксидов азота (NO _x), если измерения проводят на влажной основе, и хемилюминесцентный детектор (CLD) - при измерении на сухой основе;

- нагреваемый пламенно-ионизационный детектор (HFID), для суммарных углеводородов (НС);

- отдельный FID для измерения метановой фракции, перед которым установлен отделитель неметановой фракции (NMC).

Углеводороды, не содержащие метан (NMHC) в ОГ двигателей, работающих на природном газе (КПГ или СПГ), определяют путем вычитания фракции метана из суммарных углеводородов.

Измерение аммиака NH ₃ следует производить методом диодно-лазерной спектрометрии (LDS) или инфракрасным спектроанализатором с преобразователем Фурье (FTIR).

В зависимости от типа испытаний погрешность газоанализаторов должна отвечать требованиям соответствующих нормативных документов и технической документации, утвержденных в установленном порядке, при этом не превышать значений погрешностей, указанных в таблице 1.

Погрешности показаний анализатора при испытаниях двигателя на режимах циклов ESC, ETC, WHSC и WHTC по [9] не должны отклоняться от номинального значения в каждой калибровочной точке более чем на  2 % считываемых показаний с учетом погрешности калибровочных газов. На быстропеременных циклах частота измерений анализаторами НС и NO _x должна составлять не менее 2 Гц, а для СО и NH ₃ - не менее 1 Гц.

Особое внимание должно быть обращено на характеристики времени срабатывания различных средств измерений. Эти различия должны быть учтены при синхронизации сигналов по времени.

Массовые выбросы вычисляют путем умножения мгновенных значений концентраций газообразных компонентов на мгновенные значения массового расхода ОГ.

При контрольных (периодических) испытаниях бензиновых двигателей, если допускается программой испытаний, для измерения углеводородов возможно использовать инфракрасный газоанализатор, для оксидов азота - электрохимический. Погрешность измерения для данных газоанализаторов не должна превышать значений, указанных в таблице 1.

При измерениях в двигателях с разнесенными группами выпускных патрубков, например в V-образных двигателях, рекомендуется объединять патрубки на участке до пробоотборника. Если это практически неосуществимо, то разрешается отбирать пробу из группы с самым высоким уровнем выбросов СO ₂. Допустимо также определение суммарных выбросов проводить при одновременном замере выбросов в каждом выпускном патрубке, если для каждого патрубка проводят замер расхода ОГ.

Требования к газоаналитическому оборудованию, процедуре измерения ВВВ и к расчету удельных ВВВ - см. в [2].

7.2.6.2 Определение содержания взвешенных частиц в ОГ

Для определения выброса взвешенных частиц необходима система разбавления полного потока ОГ или только его части.

Часть потока ОГ пропускают через фильтр [при температуре фильтра ниже 325 K (52 °С)] для всего испытательного цикла. Как правило, используют один фильтр (реже - два).

Массу взвешенных частиц на фильтре определяют по разности масс фильтра до и после испытаний.

Для определения массы необходимы весы с точностью взвешивания до миллионной доли грамма и камера для взвешивания с контролем температуры и влажности (см. [2]).

При определении выбросов взвешенных частиц с использованием системы разбавления части потока ОГ используют значения массового расхода ОГ, чтобы можно было отбирать пробу пропорционально массовому расходу ОГ (см. 7.2.4).

Длина мерного участка с постоянным диаметром, на котором установлен пробоотборный зонд, должна составлять не менее восьми диаметров мерного участка с учетом требований, указанных в 6.6.

Возможный вариант схемы измерения представлен на рисунке 1. Данные о значениях расхода ОГ передаются от расходомера отработавших газов 7 (или от расходомеров 1 и 3) в блок управления 4, который управляет расходом воздуха, подающегося для разбавления отобранной части потока ОГ.

- отбор ОГ; - измерение расхода; - сигналы в системе управления и обработки; 1 - расход топлива; 2 - двигатель; 3 - расход воздуха; 4 - блок управления; 5 - система разбавления части потока; 6 - разбавляющий воздух; 7 - расход отработавших газов

Рисунок 1 - Схема измерения выбросов взвешенных частиц с использованием туннеля для разбавления части потока ОГ

7.2.7 Оборудование для измерения дымности

7.2.7.1 Измерения проводят на двигателе, установленном на испытательном стенде, оборудованном приборами по 7.1 и дымомером, работающим по методу просвечивания столба ОГ лучом света определенной длины. Дымомер должен иметь линейную шкалу, отградуированную от 0 до 10 м ^-1, при эффективной базе L _А = 0,43 м (или другой с автоматическим приведением измерения к базе L _А = 0,43 м) (см. [10] ¹⁾). Допускается использовать дымомеры с меньшим диапазоном измерения, например 0-2 м ^-1.

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

¹⁾_{В Российской Федерации действует ГОСТ Р ИСО 11614-2011 "Двигатели внутреннего сгорания поршневые с воспламенением от сжатия. Прибор для измерения дымности и определения коэффициента поглощения светового потока в отработавших газах".}

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

7.2.7.2 При измерении дымности ОГ автомобильных дизелей, определяемой на режимах ВСХ в соответствии с 8.17.3 и [11], на испытательном стенде возможно совмещать этот замер с определением полезной мощности в соответствии с 6.4 и 8.8.

7.2.7.3 Дымность измеряют дымомером, работающим как в режиме регистрации значений дымности N, так и в режиме считывания коэффициента светопоглощения k.

Первый режим применяют только для калибровки и проверки дымомера.

Показания дымности в испытательном цикле определяют по результатам измерений коэффициента светопоглощения k (см. приложение Д).

Дымомер может быть встроен в мерный участок стенда, тогда измерение дымности происходит на всем потоке ОГ. В дымомере этого типа эффективная оптическая база зависит от конструкции дымомера.

Простейшая конструкция выпускной трубы подобного типа показана на рисунке 2.

1 - полнопоточный дымомер; 2 - выпускная труба круглого сечения; ОГ - поток ОГ; d _вн - внутренний диаметр выпускной трубы (d _вн может быть приравнен к наружному диаметру выпускной трубы при толщине стенок менее 1,5 мм)

Рисунок 2 - Прямая цилиндрическая выпускная труба круглого сечения без скоса

При использовании дымомера для измерения части потока репрезентативная проба ОГ отбирается из выпускной трубы и поступает через отводящий патрубок в измерительную камеру прибора (см. рисунок 3).

1 - выпускной трубопровод дизеля; 2 - выпускная труба испытательного стенда; 3 - газоотборник дымомера; 4 - ресивер; 5 - измерительный прибор; 6 - регулирующая заслонка

Рисунок 3 - Схема измерения дымности ОГ

7.2.7.4 Дымомер и пробоотборники, при их использовании, устанавливают на выпуске двигателя или любого устройства СПООГ, если таковое имеется, в соответствии с общими инструкциями по установке, разработанными изготовителем данной аппаратуры.

7.2.7.5 Конструкция выпускной системы стенда и трубопроводов пробоотборной системы должна обеспечивать отсутствие подсоса воздуха и утечек газов, приводящих к изменению дымности ОГ.

7.2.7.6 Зонд газоотборника должен представлять собой трубку с открытым концом (или скосом), расположенным в центре по оси выпускной трубы и обращенным навстречу потоку ОГ. У V-образных дизельных двигателей отбор проб проводят из общего выпускного трубопровода, а при невозможности объединения трубопроводов - из каждого ряда цилиндров.

7.2.7.7 Зонд газоотборника должен быть расположен в прямолинейном участке выпускной трубы испытательного стенда постоянного диаметра D на расстоянии не менее 6D от входного сечения и не менее 3D от выходного сечения этой трубы (или от оси регулирующей заслонки), как показано на рисунке 3.

7.2.7.8 Соединительные патрубки между газоотборником и прибором измерения дымности длиной не более 3,5 м устанавливают с подъемом в сторону прибора. Они не должны иметь отложений сажи на внутренних поверхностях.

7.2.7.9 Допускается для повышения давления газов при отборе проб устанавливать регулирующую заслонку (см. рисунок 3) в выпускной трубе испытательного стенда на расстоянии не менее 3D от входного отверстия зонда газоотборника.

7.2.7.10 При измерении на установившихся режимах для уменьшения колебаний давления в потоке ОГ допускается устанавливать ресивер в пробоотборную магистраль дымомера.

7.2.7.11 Температура газа в измерительной камере прибора должна быть не ниже 343 К (70 °С) и не выше максимально допустимой, указанной изготовителем прибора.

Изменение давления газа и продувочного воздуха в измерительной камере не должно приводить к изменению коэффициента поглощения светового потока k более чем на 0,075 м ^-1 для газа с коэффициентом поглощения, близким к 1,7 м ^-1 (если диапазон измерения дымомера меньше, то не более 4 % от полной шкалы).

Если дымомер не имеет встроенной корректировки по давлению и температуре (например, ввиду отсутствия датчиков давлений и температур), то при сопоставлении результатов измерений дымности ОГ в двух различных экспериментах необходимо применять приведение к стандартным атмосферным условиям: давлению р _b, равному 100 кПа, и температуре T _norm, равной 373 К (100 °С). Скорректированный коэффициент поглощения светового потока k _corr, м ^-1, вычисляют по формуле

,

(7)

где k - коэффициент поглощения светового потока, измеренный дымомером, м ^-1;

- температура газа в измерительной камере, К (°С);

- нормированная температура дымомера, К (°С);

- атмосферное давление, кПа;

- абсолютное давление в измерительной камере, кПа.

Формулу (7) применяют, если температура ОГ во всех точках измерительной камеры находится в диапазоне от 343 до 553 К (от 70 °С до 280 °С).

Допускается для обеспечения указанных температур устанавливать в подводящей магистрали перед прибором теплообменник.

Если эффективная база дымомера, используемого при испытаниях, не равна стандартной, показания должны быть приведены к показаниям шкалы дымомера со стандартной эффективной базой (см. [10]).

7.2.7.12 Давление в выпускной трубе и характеристики падения давления в трубе для отбора проб должны быть таковы, чтобы зонд забирал пробу, в значительной мере эквивалентную той, которая получается при отборе из равномерного потока.

7.2.7.13 Патрубки между зондом, охлаждающим устройством, ресивером (устанавливаемым при необходимости) и дымомером должны быть, по возможности, короче и удовлетворять требованиям производителя прибора в отношении давления и температуры.

7.2.7.14 Система отбора проб должна быть такой, чтобы на всех частотах вращения работы двигателя давление от пробы к дымомеру было в пределах, установленных изготовителем прибора, и не влияло на показания прибора. Это может быть проверено путем измерения давления пробы при замедленном прохождении режимов и при максимально быстром увеличении частоты вращения от минимальной частоты вращения холостого хода до максимальной частоты вращения без нагрузки. В зависимости от конструкции дымомера контроль за давлением пробы может осуществляться с помощью клапана в выпускной или соединительной трубе. Перед дымомером может быть установлен перепускной клапан (если он не включен в конструкцию самого прибора) с целью перекрыть поступление в него ОГ в периоды между проведением замеров.

7.2.7.15 Проверку дымомера необходимо проводить перед испытанием - на нулевой отметке и на полной шкале в режиме градуировки для определения дымности, поскольку шкала дымности, как правило, обеспечивает лишь две достоверно определяемые калибровочные точки. Отклонение при проверке ноля не должно превышать более чем на 0,025 м ^-1 или 2 % полной шкалы k (в зависимости от того, какая величина меньше) в течение 1 ч или времени проведения испытания (в зависимости от того, какая величина меньше).

7.2.7.16 Дополнительно промежуточная проверка должна проводиться путем введения в дымовую камеру фильтра с известным коэффициентом поглощения, значение k которого должно быть известно с точностью до 0,025 м ^-1. Проверка заключается в том, чтобы определить, не отличается ли это значение более чем на 0,05 м ^-1 от значения, регистрируемого дымомером, когда фильтр введен между источником и приемником света.

7.2.7.17 Соотношение значений основного и вспомогательного показателей дымности k и N приведено в приложении Д.

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 _{x.x min}). Для двигателей с двухрежимным регулятором определяют расход топлива в двух точках: при n _{x.x min} и n _{x.x 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 °С), а температура топлива - более чем на 1 К (1 °С) 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 °С) 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 °С).

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 °С).

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 м ³.

Для оценки свойств звукового поля и учета влияния отраженного звука в испытательном помещении перед измерением шума двигателя определяют значение коэффициента акустических условий помещения К _2д, дБА по (см. [13] ¹⁾) или в соответствии с ГОСТ ISO 3745. Звуковое поле считается удовлетворительным, если К _2д  2 дБА.

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

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 °С);

- моторного масла у маслоприемника масляного насоса  1 К ( 1 °С);

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

- масла, подводимого к вкладышам подшипников коленчатого вала  1 К ( 1 °С);

- топлива перед топливным насосом  2 К ( 2 °С);

- воздуха во впускном трубопроводе  1 К ( 1 °С);

- температуры электролита аккумуляторной батареи (в среднем аккумуляторе)  1 К ( 1 °С).

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 °С) и газов перед масляным поддоном двигателя  10 К ( 10 °С).

Также определяют:

- плотность электролита аккумуляторной батареи после измерения температуры -  0,01 г/см ³;

- 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/м ³;

- 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 °С) не более чем на 5 К (5 °С).

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 °С до 35 °С) 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 Х _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 Х _М, 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 °С - 200 °С), а для пробоотборной магистрали оксидов азота, оксидов углерода и аммиака - не менее 343 К (70 °С); все нагреваемые пробоотборные магистрали должны быть снабжены противосажевым нагреваемым фильтром. Допускается использовать общую, подогреваемую до 453-473 К (180 °С - 200 °С) 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 СО, 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 М ₁ и N ₁;

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

Значение повышенной частоты n _пов вращения коленчатого вала двигателя КТС категорий М 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 СО и коэффициента избытка воздуха в ОГ допускается при следующих атмосферных условиях:

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

- 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 СО;

- отпускают педаль управления дроссельной заслонкой, устанавливают n _min и не ранее чем через 30 с измеряют содержание СО.

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 °С);

- после стабилизации показаний фиксируют содержание СО и значение ;

- устанавливают n _min и не ранее чем через 30 с, но не позднее чем через 60 с, измеряют содержание СО.

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.

9 Обработка результатов испытаний

9.1 По данным измерений, полученным при испытании двигателя, а также по результатам расчетов величин, определяемых аналитически, строят графики. Опытные точки наносят на график. На кривых (графиках) величин, получаемых в результате расчетов (например, Р и g), точки не ставят.

Если установленное на стенде оборудование для испытания двигателя не полностью соответствует в части отображения единиц измерения в системе СИ, рекомендуется до вычисления по формулам данного раздела измеренные значения привести в соответствие с требованиями ГОСТ 8.417. В формулах раздела 9 температура T выражена в градусах Кельвина. В соответствии с ГОСТ 8.417 температуру в градусах Цельсия (обозначение t) определяют выражением t = Т - Т ₀, где Т ₀ = 273,15 К.

При измерении ВВВ значения концентраций могут иметь размерность млн ^-1 (частиц на миллион), которая не входит в систему СИ.

9.2 Определение мощности двигателя

9.2.1 Измеренную мощность Р _m, кВт, вычисляют по формуле

,

(8)

где n - частота вращения, мин ^-1;

- измеренный крутящий момент, .

9.2.2 Приведение полезной мощности

Если установка двигателя на стенд в полном соответствии с приложением А невозможна или нецелесообразна, то следует вычислять приведенную полезную мощность Р _n, кВт, по формуле

,

(9)

где - измеренная мощность, кВт;

- мощность, которая должна потребляться вспомогательным оборудованием, необходимым для работы двигателя, но не устанавливаемым на стенде, кВт;

- мощность, потребляемая вспомогательным оборудованием, которое должно быть демонтировано на время испытания, но не демонтировано, кВт.

Данные по затратам на привод оборудования должны быть определены при испытаниях (см. 8.10) или предоставлены производителем двигателя.

9.3 При построении кривой мощности по ВСХ в зависимости от частоты вращения по [12] используют приведение к стандартным атмосферным условиям.

Приведение мощности двигателя к стандартным атмосферным условиям Р ₀ (температура T ₀ = 298 К (25 °С); сухое давление р _so = 99 кПа) осуществляется по формуле

,

(10)

где - поправочный коэффициент ( или );

- измеренная мощность.

9.4 Расчет поправочных коэффициентов и

9.4.1 Для двигателей с принудительным зажиганием без наддува или с наддувом поправочный коэффициент численно равен коэффициенту атмосферных условий f _a, и поэтому поправочный коэффициент рассчитывают по формуле (3).

Испытание считается действительным, если поправочный коэффициент находится в пределах 0,93    1,07.

Если эти предельные значения оказались превышены, должно быть зафиксировано полученное приведенное значение, а в протоколе испытания должны быть точно указаны условия проведения испытания (температура и давление).

9.4.2 Для дизельных двигателей поправочный коэффициент мощности вычисляют по формуле

,

(11)

где - коэффициент атмосферных условий, вычисляемый по формулам (1) и (2);

- характеристический параметр для каждого типа двигателя и настройки, зависящий от приведенного расхода топлива q _c.

При цикловой подаче расход топлива q _c, равный 40-65 мг/(), вычисляют по формуле

,

(12)

,

(13)

здесь q - расход топлива в миллиграммах на цикл и на литр общего рабочего объема, мг/();

r - отношение давлений на выходе и входе компрессора (r = 1 для двигателей без наддува).

Примечание - Значение q вычисляют по формуле

- для четырехтактного двигателя: ;

- для двухтактного двигателя: ,

где - массовый расход топлива, кг/ч;

n - частота вращения коленчатого вала, мин ^-1;

- рабочий объем двигателя, дм ³.

При значении q _c  40 мг/() принимают постоянное значение f _m = 0,3.

Для значений q _c  65 мг/() принимают постоянное значение f _m = 1,2.

Испытание считают действительным, если поправочный коэффициент находится в пределах 0,9    1,1.

Если эти предельные значения превышены, то должно быть зафиксировано полученное приведенное значение, а в протоколе испытания должны быть точно указаны условия проведения испытания (температура и давление).

9.5 Среднее эффективное давление р _е, МПа - для формулы (14) [бар - для формулы (15)], вычисляют по формуле

(14)

или

,

(15)

где М - крутящий момент двигателя, - для формулы (14), - для формулы (15);

- тактность двигателя;

- рабочий объем цилиндра, дм ³;

i - число цилиндров.

9.6 Влажность воздуха

9.6.1 Относительной влажностью воздуха R _a, %, называют отношение парциального давления водяного пара, содержащегося во влажном воздухе заданного состава, к парциальному давлению насыщенного водяного пара при той же температуре, вычисляемое по формуле

,

(16)

где - парциальное давление водяных паров в воздухе, кПа;

- давление насыщенных паров воздуха, кПа.

Значения р _а допускается определять по таблице Л.1 приложения Л.

9.6.2 Парциальное давление сухого воздуха

Поскольку барометрическое давление p _b влажного воздуха равно сумме парциальных давлений сухого воздуха р _s и водяного пара p _v, то давление сухого воздуха р _s, кПа, вычисляют по формулам

;

(17)

,

(18)

где - общее барометрическое давление, кПа;

- парциальное давление водяных паров.

9.6.3 Абсолютную влажность (массу воды на 1 кг сухого воздуха) Н _а, г/кг, на впуске вычисляют по формуле

,

(19)

где - относительная влажность;

- давление насыщенных водяных паров;

- барометрическое давление.

9.6.4 Плотность влажного , кг/м ³, воздуха после компрессора и теплообменника охлаждения наддувочного воздуха (ТОНВ) вычисляют по формуле

,

(20)

где - давление воздуха после ТОНВ, кПа;

- абсолютная температура воздуха после ТОНВ, К;

- абсолютная влажность воздуха, г/кг.

9.7 Определение коэффициента избытка воздуха

Коэффициент избытка воздуха вычисляют по формуле

,

(21)

где - массовый расход воздуха на впуске во влажном состоянии, кг/ч;

- стехиометрический коэффициент;

- массовый расход топлива, кг/ч.

9.8 Стехиометрический коэффициент (A/F) _st, кг/кг, вычисляют по формуле

,

(22)

где , , , - молярные доли компонентов для состава топлива .

Если состав топлива неизвестен, то в качестве альтернативы могут быть использованы следующие стехиометрические коэффициенты:

(A/F) _st (дизельное топливо) = 14,5;

(A/F) _st (бензин) = 14,7;

(A/F) _st (СУГ) = 15,5;

(A/F) _st (ПГ) = 17,2;

(A/F) _st (Е10) = 14,08;

(A/F) _st (этанол) = 9,0.

9.9 Определение массового расхода ОГ

Массовый расход ОГ q _mew, кг/ч, вычисляют по формуле

,

(23)

где - массовый расход воздуха на впуске во влажном состоянии, кг/ч;

- массовый расход топлива, кг/ч.

Если двигатель работает в двухтопливном режиме, то требуется определить значение суммарного расхода q _mf обоих топлив по формуле

,

(24)

где - массовый расход топлива 1, кг/ч;

- массовый расход топлива 2, кг/ч.

9.10 Определение удельных выбросов вредных веществ

9.10.1 Удельные выбросы газообразных компонентов e _gas, г/, вычисляют по формуле:

а) все компоненты, за исключением NO _x:

,

(25)

б) для NO _x:

,

(26)

где - массовый расход ВВВ, г/ч;

- фактическая полезная мощность двигателя, кВт;

- коэффициент (k _h,D) или (k _h,G), учитывающий температуру и влажность воздуха на впуске (см. 9.10.2).

9.10.2 Поправка на сухое/влажное состояние

Измеренная концентрация на сухой основе c _d, если она не была уже измерена на влажной основе c _w, преобразуется в концентрацию во влажном состоянии для каждого отдельного режима по формуле

,

(27)

где - поправочный коэффициент для первичных ОГ, вычисляемый по нижеприведенным формулам:

.

(28)

или

(29)

и

,

(30)

при этом

,

(31)

и

,

(32)

где - влажность воздуха на впуске, г воды на кг сухого воздуха;

- содержание водорода в топливе, % от массы;

- мгновенное значение массового расхода топлива, кг/с;

- мгновенное значение массового расхода воздуха на впуске на сухой основе, кг/с;

- давление водяных паров холодильника после, кПа;

- общее барометрическое давление, кПа;

- содержание азота в топливе, % от массы;

- содержание кислорода в топливе, % от массы;

- молярная доля водорода, содержащегося в топливе;

- концентрация СO ₂ на сухой основе, %;

- концентрация СО на сухой основе, %;

- коэффициент, учитывающий дополнительный объем влажных выбросов в результате сгорания топлива.

Поправочный коэффициент для воздуха на впуске k _wa вычисляют по формуле

,

(33)

где - коэффициент, вычисляемый по формуле

,

(34)

где - влажность воздуха на впуске, 1 г воды на 1 кг сухого воздуха.

9.10.3 Поправка на влажность и температуру для NO _x

Для расчета выбросов NO _x используется поправочный коэффициент на влажность k _h,D или же k _h,G.

Эти коэффициенты действительны в диапазоне значений от 0 до 25 г/кг сухого воздуха.

а) Для двигателей с воспламенением от сжатия:

,

(35)

где - температура воздуха на впуске, К;

- влажность воздуха на впуске, 1 г воды на 1 кг сухого воздуха.

б) Для двигателей с принудительным зажиганием:

.

(36)

9.10.4 Расчет массового расхода ВВВ

Массовый расход ВВВ рассчитывают для каждого режима.

Измеренная концентрация, если она не была уже измерена на влажной основе, преобразуется в концентрацию во влажном состоянии, как указано в 9.10.2. Значения u _gas для отдельных компонентов исходя из газа с идеальными свойствами и на основе топлив приведены в приложении М.

Для первичных ОГ массовый расход (интенсивность потока) газообразных ВВВ m _gas, г/ч, вычисляют по формуле

,

(37)

где - отношение плотности компонента ОГ к плотности ОГ;

- концентрация соответствующего компонента в первичных ОГ, млн ^-1;

- массовый расход ОГ, кг/ч.

Расчет удельных ВВВ за цикл - по [9], [14] (см. также [2]).

9.10.5 Расчет удельных выбросов взвешенных частиц

Удельные выбросы взвешенных частиц е _РМ, г/, вычисляют по формуле

,

(38)

где - масса взвешенных частиц, г/цикл;

- фактическая работа за цикл, .

9.11 Система разбавления части потока в испытательном цикле

Массу взвешенных частиц , г/цикл, вычисляют по формуле

,

(39)

где - масса взвешенных частиц, отобранных за цикл, мг;

- масса разбавленных ОГ, прошедших через фильтры для осаждения взвешенных частиц, кг;

- масса газов, эквивалентная разбавленным ОГ, выброшенным двигателем за испытательный цикл, кг, вычисляемая по формуле

,

(40)

где - мгновенное значение массового расхода эквивалентных разбавляемых ОГ, кг/с, вычисляемое по формуле

,

(41)

здесь - мгновенное значение массового расхода ОГ, кг/с;

- мгновенное значение коэффициента разбавления, вычисляемое по формуле

,

(42)

здесь - мгновенное значение массового расхода разбавленных ОГ, прошедших через смесительный канал, кг/с;

- мгновенное значение массового расхода разбавителя, кг/с;

f - частота регистрации данных при отборе проб, Гц;

n - общее число замеров за испытательный цикл.

Допускается вычислять массу взвешенных частиц m _PT с использованием коэффициента отбора пробы из общего потока ОГ по формуле

,

(43)

где - масса взвешенных частиц, отобранных за цикл, мг;

- средний коэффициент отбора проб в течение испытательного цикла, вычисляемый по формуле

,

(44)

где - масса пробы, отобранной за цикл, кг;

- суммарная масса ОГ за цикл, кг;

- масса разбавленных ОГ, прошедших через фильтры для осаждения взвешенных частиц, кг;

- масса разбавленных ОГ, прошедших через смесительный канал, кг.

Примечание - Для системы с полным отводом разбавленной пробы на фильтр m _sep и m _sed идентичны.

Расчет выбросов взвешенных частиц за цикл приведен в [9], [14] (см. также [2]).

9.12 Проверка расхода углерода

Углерод в ОГ образуется из топлива (за исключением минимальной доли) и поступает в выпускные газы в виде СO ₂, как показано на рисунке 4.

q _maw - массовый расход воздуха на впуске во влажном состоянии; q _mew - массовый расход отработавших газов на влажной основе; q _mf - массовый расход топлива

Рисунок 4 - Точки замера для проверки расхода углерода

9.12.1 Расход углерода в двигателе (точка 1 на рисунке 4)

Массовый расход углерода в двигателе q _mCf для топлива состава вычисляют по формуле

,

(45)

где - массовый расход топлива, кг/с;

, - молярные доли компонентов .

9.12.2 Расход углерода в первичных ОГ (точка 2 на рисунке 4)

Расход углерода в первичных ОГq _mCe, кг/с, вычисляют по формуле

,

(46)

где - концентрация СO ₂ в первичных ОГ на влажной основе, %;

- концентрация СO ₂ в окружающем воздухе на влажной основе, %;

- массовый расход ОГ на влажной основе, кг/с;

- молярная масса ОГ, г/моль.

Если замер СO ₂ проводят на сухой основе, то полученное значение пересчитывают на влажную основу.

Молярную массу ОГ вычисляют с учетом молярных долей компонентов, входящих в состав топлива (см. [2]), или используют следующие значения молярной массы:

M _re (дизельное топливо) = 28,9 г/моль;

M _re (СУГ) = 28,6 г/моль;

M _re (ПГ) = 28,3 г/моль.

9.13 Литровая мощность двигателя

Литровую мощность двигателя Р _л, кВт/дм ³, вычисляют по формуле

,

(47)

где - полезная мощность (нетто), кВт;

i - количество цилиндров;

- рабочий объем цилиндра, дм ³;

- среднее эффективное давление, МПа;

n - частота вращения, мин ^-1;

- тактность двигателя.

9.14 Удельная масса двигателя

Удельную массу двигателя g _N, кг/кВ, вычисляют по формуле

,

(48)

где G - масса двигателя, кг;

- мощность двигателя, кВт.

9.15 Удельный расход топлива

Удельный расход топлива g (удельный расход топлива g _е или приведенный g _ео), г/(), вычисляют по формуле

,

(49)

где - массовый расход топлива, кг/ч;

Р - мощность, измеренная Р _m, полезная Р _n или приведенная Р _no, кВт, соответственно.

Минимальный удельный расход топлива определяют по ВСХ, пример характеристики в приложении Е, рисунки Е.1 и Е.2.

9.16 Номинальный коэффициент запаса крутящего момента

Номинальный коэффициент запаса крутящего момента , %, вычисляют по формуле

,

(50)

где - приведенный максимальный момент двигателя, ;

- приведенный момент на режиме максимальной мощности, .

9.17 Эффективный коэффициент полезного действия (КПД)

Эффективный КПД вычисляют по формуле

,

(51)

где - низшая теплотворная способность топлива; при отсутствии данных о значении низшей теплотворной способности в паспорте на топливо или протоколе испытаний ее следует принимать равной 42,7 МДж/кг;

- удельный расход топлива, г/.

9.18 Коэффициент равномерности работы цилиндров

Коэффициент равномерности работы цилиндров вычисляют по формуле

,

(52)

где и - минимальное и максимальное значения индикаторной мощности цилиндра, кВт, определенные при испытаниях на заданном скоростном режиме.

9.19 Условная мощность механических потерь при прокрутке двигателя

Условную мощность механических потерь Р _М.П, кВт, вычисляют по формуле

,

(53)

где n - частота вращения, мин ^-1;

- момент сопротивления при прокрутке двигателя, .

9.20 Механический КПД

Механический КПД вычисляют по формуле

;

,

(54)

где - среднее эффективное давление, МПа;

- среднее индикаторное давление, МПа;

- полезная мощность, кВт;

- мощность механических потерь, кВт.

9.21 Мощность, потребляемая вентилятором

Мощность, потребляемую вентилятором Р _вент, кВт, вычисляют по формуле

,

(55)

где и - мощности, затрачиваемые на прокручивание коленчатого вала двигателя (без подачи топлива) с включенным и отключенным вентилятором, кВт.

9.22 Условная мощность механических потерь, определяемая методом отключения цилиндров

Условную мощность механических потерь , кВт, определяемую методом отключения цилиндров, вычисляют по формуле

,

(56)

где - индикаторная мощность m-ного цилиндра, кВт, вычисляемая по формуле

;

здесь Р - мощность двигателя со всеми работающими цилиндрами, кВт;

- мощность двигателя с отключением m-ного цилиндра, кВт.

9.23 Среднее давление механических потерь

Среднее давление механических потерь р _М.П, МПа, вычисляют по формуле

,

(57)

где - мощность механических потерь, кВт;

- тактность двигателя;

i - количество цилиндров;

- рабочий объем цилиндра, дм ³.

9.24 Среднее индикаторное давление

Среднее индикаторное давление р _i, МПа, вычисляют по формуле

,

(58)

где - среднее эффективное давление, МПа;

- среднее давление механических потерь, МПа.

9.25 Индикаторная мощность

Индикаторную мощность Р _i, кВт, вычисляют по формуле

,

(59)

где - эффективная мощность, кВт;

- мощность механических потерь, кВт.

9.26 Удельный индикаторный расход топлива

Удельный индикаторный расход топлива g _i, г/, вычисляют по формуле

,

(60)

где - расход топлива, кг/ч;

- индикаторная мощность, кВт.

9.27 Индикаторный КПД

Индикаторный КПД вычисляют по формуле

,

(61)

где - низшая теплотворная способность топлива, МДж/кг;

- удельный индикаторный расход топлива, г/.

9.28 Степень повышения давления в цилиндре

Степень повышения давления в цилиндре вычисляют по формуле

,

(62)

где - максимальное давление сгорания, МПа;

- максимальное давление сжатия, МПа.

9.29 Средняя скорость нарастания давления в цилиндре

Среднюю скорость нарастания давления в цилиндре , МПа/град, вычисляют по формуле

,

(63)

где - максимальное давление сгорания, МПа;

- максимальное давление сжатия, МПа.

- угол поворота коленчатого вала (после ВМТ), соответствующий максимальному давлению в цилиндре, град;

- угол поворота коленчатого вала (до ВМТ), соответствующий давлению в начале видимого сгорания, град.

Максимальную скорость нарастания давления в цилиндре определяют на участке максимальной крутизны линии сгорания.

9.30 Отклонение от среднего значения максимального давления сгорания

Отклонение от среднего значения максимального давления сгорания , %, вычисляют по формуле

,

(64)

где - значение максимального давления сгорания данного цилиндра, МПа;

- среднее значение максимального давления сгорания двигателя, МПа.

9.31 Средняя скорость поршня

Среднюю скорость поршня c _m, м/с, вычисляют по формуле

,

(65)

где S - ход поршня, м;

n - частота вращения коленчатого вала, мин ^-1.

9.32 Коэффициент наполнения двигателя без наддува

Коэффициент наполнения двигателя без наддува вычисляют по формуле

,

(66)

где - расход воздуха, кг/ч;

i - количество цилиндров;

- рабочий объем цилиндра, дм ³;

n - частота вращения коленчатого вала, мин ^-1;

- плотность воздуха во впускном коллекторе, кг/м ³;

- тактность двигателя.

Плотность воздуха во впускном коллекторе определяют по давлению и температуре воздуха во впускном коллекторе.

9.33 Относительный расход моторного масла на угар

Относительный расход моторного масла на угар c _oil, %, вычисляют по формуле

,

(67)

где - изменение массы масла в двигателе за время испытания, кг;

- израсходованное топливо за время испытания, кг.

Значения и необходимо определять за один и тот же период времени работы двигателя.

9.34 Удельный расход моторного масла на угар

Удельный расход моторного масла на угар g _{e м.уг}, г/, вычисляют по формуле

,

(68)

где - изменение массы моторного масла в двигателе за время испытательного цикла, кг;

- фактическая работа за цикл, .

ГАРАНТ:

Нумерация приложений приводится в соответствии с источником

Библиография

[1]	Технический регламент Таможенного союза TP ТС 018/2011	"О безопасности колесных транспортных средств"
[2]	ISO 16183:2002	Heavy duty engines. Measurement of gaseous emissions from raw exhaust gas and of particulate emissions using partial flow dilution systems under transient test conditions (Двигатели большой мощности. Измерение газообразных выбросов из неочищенных отработавших газов и выбросов твердых частиц с помощью систем частичного разбавления потока в неустановившемся режиме)
[3]	Технический регламент Таможенного союза TP ТС 013/2011	"О требованиях к автомобильному и авиационному бензину, дизельному и судовому топливу, топливу для реактивных двигателей и мазуту"
[4]	ISO 16861:2015	Petroleum products - Fuels (class F) - Specifications of dimethyl ether (DME) [(Нефтепродукты. Топливо (класс F). Технические требования к диметиловому эфиру (ДМЭ)]
[5]	Worldwide fuel charter. Sixth edition. Gasoline and diesel fuel 28 October 2019 (Всемирная топливная хартия. Шестое издание. Бензин и дизельное ТОПЛИВО. 28 октября 2019)
[6]	Biodiesel guidelines. First edition. From the Worldwide Fuel Charter Committee. MARCH 2009 (Биодизель. Методические рекомендации. Первое издание. Всемирный комитет по топливной хартии. Март 2009)
[7]	Ethanol guidelines. First edition. From the Worldwide Fuel Charter Committee MARCH 2009 (Этанол. Методические рекомендации. Первое издание. Всемирный комитет по топливной хартии. Март 2009)
[8]	ISO 14687:2019	Hydrogen fuel quality Product specification (Качество водородного топлива. Технические условия на продукт)
[9]	Правила ООН N 49, включая дополнение 6 к поправкам серии 06	Единообразные предписания, касающиеся подлежащих принятию мер по ограничению выбросов загрязняющих газообразных веществ и взвешенных частиц двигателями с воспламенением от сжатия и двигателями с принудительным зажиганием, предназначенными для использования на транспортных средствах
[10]	ISO 11614:1999	Reciprocating internal combustion compression-ignition engines - Apparatus for measurement of the opacity and for determination of the light absorption coefficient of exhaust gas (Двигатели внутреннего сгорания с воспламенением от сжатия поршневые. Прибор для измерения прозрачности и для определения коэффициента поглощения света отработавших газов)
[11]	Правила ООН N 24, включая дополнение 3 к поправкам серии 03	Единообразные предписания, касающиеся: I. Официального утверждения двигателей с воспламенением от сжатия в отношении выброса видимых загрязняющих веществ II. Официального утверждения автотранспортных средств в отношении установки на них двигателей с воспламенением от сжатия, официально утвержденных по типу конструкции III. Официального утверждения автотранспортных средств с двигателем с воспламенением от сжатия в отношении выброса видимых загрязняющих веществ IV. Измерения мощности двигателей с воспламенением от сжатия
[12]	Правила ООН N 85, включая дополнение 8 к первоначальному варианту Правил	Единообразные предписания, касающиеся официального утверждения двигателей внутреннего сгорания или систем электротяги, предназначенных для приведения в движение механических транспортных средств категорий М и N, в отношении измерения полезной мощности и максимальной 30-минутной мощности систем электротяги
[13]	ISO 3744:2010	Acoustics - Determination of sound power levels and sound energy levels of noise sources using sound pressure - Engineering methods for an essentially free field over a reflecting plane (Акустика. Определение уровней звуковой мощности и уровней звуковой энергии источников шума с использованием звукового давления. Технические методы в условиях свободного звукового поля над отражающей поверхностью)
[14]	Правила ООН N 96, включая поправки серии 03	Единообразные предписания, касающиеся официального утверждения двигателей с воспламенением от сжатия для установки на сельскохозяйственных и лесных тракторах и внедорожной подвижной технике в отношении выброса загрязняющих веществ этими двигателями