Национальный стандарт РФ ГОСТ Р 53839-2010 "Двигатели автомобильные. Насосы жидкостные систем охлаждения. Технические требования и методы испытаний" (утв. приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 7 июля 2010 г. N 167-ст)

3.1.1 Функциональные показатели - показатели, характеризующие процесс преобразования механической энергии, подводимой к рабочему колесу насоса, в кинетическую и потенциальную энергию жидкости. Функциональными показателями являются:

- подача - количество жидкости, проходящей через насос в единицу времени;

- напор - увеличение удельной энергии жидкости между входным и выходным сечениями насоса;

- частота вращения крыльчатки (рабочего колеса);

- мощность, затрачиваемая на привод насоса;

- кавитационный запас насоса - приведенный к оси насоса избыток удельной энергии жидкости на входе в насос над удельной энергией (упругостью) ее насыщенных паров;

- допустимый кавитационный запас насоса - минимально допустимое значение кавитационного запаса, обеспечивающее работу насоса без кавитации;

- критический кавитационный запас - значение кавитационного запаса, соответствующее снижению подачи на 2% относительно установленной конструкторской документацией (КД) величины.

3.1.2 Показатели надежности - показатели, характеризующие сохраняемость герметичности и функциональных показателей насоса под воздействием внешних и (или) внутренних нагрузок. Показателями надежности являются:

- стойкость к внешнему вибрационному воздействию;

- стойкость к высокотемпературному воздействию;

- стойкость к низкотемпературному воздействию.

3.1.3 Функциональные характеристики насоса:

- скоростная характеристика - изменение подачи, напора и мощности, затрачиваемой на привод насоса, при определенной постоянной величине дросселирования в зависимости от частоты вращения крыльчатки насоса;

- напорная характеристика - изменение напора насоса в зависимости от его подачи при различных частотах вращения крыльчатки;

- энергетическая характеристика - изменение коэффициента полезного действия (КПД) и мощности, затрачиваемой на привод насоса, в зависимости от его подачи при различных частотах вращения крыльчатки;

- частная кавитационная характеристика - изменение напора насоса в зависимости от кавитационного запаса при постоянном значении частоты вращения насоса и нескольких значениях подачи, соответствующих установленной частоте вращения;

- кавитационная характеристика - изменение критического кавитационного запаса в зависимости от подачи насоса при определенной частоте вращения крыльчатки.

4.7.1 Изготовленные изделия должны быть приняты СТК предприятия-изготовителя согласно технологическому процессу и должны иметь ее приемочное клеймо.

Последовательность проведения контроля, а также места и тип клеймения СТК должны быть установлены в технической документации предприятия-разработчика.

4.7.2 Основанием для принятия решения о приемке единиц (партий) изделий СТК являются положительные результаты предшествующих периодических испытаний, проведенных в установленные сроки.

4.7.3 Правила отбора образцов:

4.7.4 Приемку СТК проводят методом сплошного или выборочного контроля.

При выборочном контроле рекомендуется применять процедуры выборочного контроля по ГОСТ Р ИСО 2859-1. При этом значения объема выборки и приемлемого уровня качества (AQL) должны назначаться из установленных в ГОСТ Р ИСО 2859-1 для одноступенчатого плана при нормальном контроле с приемочным числом Ас = 0 и браковочным числом Re = 1.

Принятый метод контроля (сплошной или выборочный), объем выборки и приемлемый уровень качества (AQL) должны быть установлены в технических условиях на изделие.

При приемке СТК изделия подвергают:

- по 1,2,4 таблицы 1 - сплошному контролю;

- по 3 таблицы 1 - выборочному контролю.

4.7.5 Приемку изделий СТК приостанавливают в следующих случаях:

- изделия не выдержали периодических испытаний;

- обнаружены нарушения выполнения технологического процесса (в том числе обнаружены несоответствия установленным требованиям средств испытаний и контроля), приводящие к неисправимым дефектам изделий.

Примечания

1 Приемку изделий могут приостанавливать также в других случаях по усмотрению предприятия-изготовителя, что рекомендуется отражать в документации, действующей у предприятия-изготовителя, в соответствии с действующей на предприятии системой менеджмента качества.

2 В случае приостановки приемки изделий изготовление и проводимую техническую проверку (или приемку) деталей и сборочных единиц, не подлежащих самостоятельной поставке, разрешается продолжать (кроме тех, дефекты которых являются причиной приостановки приемки).

4.7.6 Решение о возобновлении приемки изделий СТК принимает руководство предприятия-изготовителя после устранения причин приостановки приемки и оформления соответствующего документа.

Если приемка изделий была приостановлена вследствие отрицательных результатов периодических испытаний, то решение о возобновлении приемки принимают после выявления причин возникновения дефектов, их устранения и получения положительных результатов повторно проводимых периодических испытаний на удвоенном количестве изделий.

4.7.7 Изделия, принятые СТК, подлежат отгрузке или передаче на ответственное хранение. Изготовитель должен обеспечить сохранение качества изделий после приемки СТК вплоть до доставки к месту назначения, если это определено условиями договора (контракта).

4.8.1 Периодические испытания проводят для периодического подтверждения качества изделий и стабильности технологического процесса в установленный период с целью подтверждения возможности продолжения изготовления изделий по действующей конструкторской и технологической документации и продолжения ее приемки СТК.

Последовательность проведения испытаний должна быть установлена в технической документации предприятия-разработчика.

4.8.2 Периодические испытания проводит изготовитель с привлечением, при необходимости, других заинтересованных сторон, в том числе представителей потребителя.

4.8.3 Периодическим испытаниям изделия подвергают:

- по 5 таблицы 1 - не реже одного раза в три месяца;

- по 6, 7, 8 таблицы 1 - не реже одного раза в год.

Календарные сроки проведения периодических испытаний устанавливают в графиках, которые составляет предприятие-изготовитель.

В графике указывают: место и сроки проведения испытаний, сроки оформления документации по результатам испытаний.

Графики оформляют в соответствии с порядком, принятым на предприятии-изготовителе.

4.8.4 Правила отбора образцов:

4.8.5 Периодические испытания проводят методом выборочного контроля. Система, схема и план приемочного контроля, включая объем выборки, устанавливается предприятием-изготовителем в технических условиях на изделие.

Рекомендуемые системы, схемы и планы статистического приемочного выборочного контроля - по ГОСТ Р ИСО/ТО 8550-1. Общие требования к организации и нормативно-методическому обеспечению статистического приемочного контроля - по ГОСТ Р 50779.30.

4.8.6 При получении положительных результатов периодических испытаний качество изделий контролируемого периода считается подтвержденным по показателям, проверяемым в составе периодических испытаний. Также считается подтвержденной возможность дальнейшего изготовления и приемки изделий (по той же документации, по которой изготовлены изделия, подвергнутые данным периодическим испытаниям) до получения результатов очередных (последующих) периодических испытаний, проведенных с соблюдением установленных норм периодичности.

Примечание - При условии применения единого технологического процесса для изготовления вариантов конструкций (комплектаций и вариантных исполнений) базовой модели (или модификации базовой модели) изделия допускается положительные результаты периодических испытаний образцов базовой модели (или модификации базовой модели) распространять на совокупность вариантов конструкций (комплектации и вариантные исполнения).

4.8.7 Если образцы изделий не выдержали периодических испытаний, то приемку изделий СТК и их отгрузку потребителю приостанавливают до выявления причин возникновения дефектов, их устранения и получения положительных результатов повторных периодических испытаний на удвоенном количестве изделий.

Предприятие-изготовитель должен проанализировать результаты периодических испытаний для выявления причин появления и характера дефектов, составить перечень дефектов и мероприятий по устранению дефектов и (или) причин их появления, который оформляют в порядке, принятом на предприятии-изготовителе.

4.8.8 Если данные проведенного анализа показывают, что обнаруженные дефекты существенно снижают технические характеристики изделий, а также могут привести к причинению вреда для жизни, здоровья и имущества граждан и окружающей среды, то все принятые (но неотгруженные) изделия, в которых могут быть подобные дефекты, возвращают на доработку (замену), а по всем принятым и отгруженным изделиям, в которых могут быть подобные дефекты, принимают решение, не противоречащее интересам потребителей.

4.8.9 Повторные периодические испытания проводят в полном объеме периодических испытаний на доработанных (или вновь изготовленных) образцах изделий после устранения дефектов на удвоенном количестве изделий.

К моменту проведения повторных периодических испытаний должны быть представлены материалы, подтверждающие устранение дефектов, выявленных при периодических испытаниях, и принятие мер по их предупреждению.

В технически обоснованных случаях в зависимости от характера дефектов повторные периодические испытания допускается проводить по сокращенной программе, включая только те виды испытаний, при проведении которых обнаружено несоответствие изделий установленным требованиям, а также виды, по которым испытания не проводились.

4.8.10 При положительных результатах повторных периодических испытаний приемку изделий СТК и их отгрузку потребителю возобновляют.

4.8.11 При получении отрицательных результатов повторных периодических испытаний предприятие-изготовитель принимает решение о прекращении приемки изделий, изготовленных по той же документации, по которой изготовлялись единицы изделий, не подтвердившие качество изделий за установленный период, и о принимаемых мерах по отгруженным (реализованным) изделиям.

В случае невозможности устранения изготовителем причин выпуска изделий с дефектами, которые могут принести вред здоровью и имуществу граждан и окружающей среде, такие конструкции изделий снимаются с производства.

4.8.12 Решение об использовании образцов изделий, подвергавшихся периодическим испытаниям, принимают руководство предприятия-изготовителя и потребитель на взаимоприемлемых условиях, руководствуясь условиями договоров на поставку изделий и рекомендациями соответствующих правовых актов.

4.9.1 Типовые испытания изделий проводят с целью оценки эффективности и целесообразности предлагаемых изменений в конструкции или технологии изготовления, которые могут повлиять на технические характеристики изделий, связанные с безопасностью для жизни, здоровья или имущества граждан, или на соблюдение условий охраны окружающей среды либо могут повлиять на эксплуатацию изделий, в том числе на важнейшие потребительские свойства изделий.

4.9.2 Необходимость внесения изменений в конструкцию изделий или технологию их изготовления и проведения типовых испытаний определяет держатель подлинников КД на изделия (далее - разработчик изделия) с учетом действия и защиты авторского права.

4.9.3 Типовые испытания проводит предприятие-изготовитель или по договору с ним и при его участии испытательная (сторонняя) организация с участием, при необходимости, представителей разработчика изделия, потребителя, природоохранных органов и других заинтересованных сторон.

4.9.4 Типовые испытания проводят по разработанным разработчиком изделия программе и методикам, которые в основном должны содержать:

- необходимые проверки из состава периодических испытаний;

- требования по количеству образцов, необходимых для проведения типовых испытаний;

- указание об использовании образцов, подвергнутых типовым испытаниям.

В программу типовых испытаний, при необходимости, могут быть включены также специальные испытания (например, сравнительные испытания образцов изделий, изготовленных без учета и с учетом предлагаемых изменений, а также испытания из состава проводившихся испытаний опытных образцов изделий или испытаний, проводившихся при постановке изделий на производство).

Объем испытаний и контроля, включаемых в программу, должен быть достаточным для оценки влияния вносимых изменений на характеристики изделий, в том числе на ее безопасность, на взаимозаменяемость и совместимость, на ремонтопригодность, на производственную и эксплуатационную технологичность, а также на утилизируемость изделий.

4.9.5 Программу и методики (при отсутствии стандартизованных) типовых испытаний разрабатывает разработчик изделий, который в установленном порядке утверждает конструкторскую или технологическую документацию на изделия.

4.9.6 Типовые испытания проводят на образцах изделий, изготовленных с внесением в конструкцию или технологию изготовления предлагаемых изменений.

4.9.7 Результаты типовых испытаний считают положительными, если полученные фактические данные по всем видам проверок, включенных в программу типовых испытаний, свидетельствуют о достижении требуемых значений показателей изделий (технологического процесса), оговоренных в программе и методике, и достаточны для оценки эффективности (целесообразности) внесения изменений.

4.9.8 Если эффективность и целесообразность предлагаемых изменений конструкции (технологии изготовления) подтверждены положительными результатами типовых испытаний, то эти изменения вносят в документацию на изделия в соответствии с установленным порядком.

4.9.9 Если эффективность и целесообразность предлагаемых изменений не подтверждены положительными результатами типовых испытаний, то эти изменения в соответствующую утвержденную и действующую документацию на продукцию не вносят и принимают решение по использованию образцов изделий, изготовленных для проведения типовых испытаний (в соответствии с требованиями программы испытаний).

4.10.1 Результаты каждого испытания, проведенного испытательной лабораторией (далее - лаборатория), должны быть оформлены точно, четко, недвусмысленно и объективно.

Примечание - Под "испытательной лабораторией" в настоящем стандарте подразумеваются предприятия (организации), центры, специальные лаборатории, подразделения предприятий (организаций), являющиеся первой, второй или третьей стороной и осуществляющие испытания, которые, в том числе, составляют часть контроля при производстве и сертификации продукции.

4.10.2 Результаты испытаний оформляют протоколом испытаний, в котором указывают всю информацию, необходимую для толкования результатов испытаний.

4.10.3 Каждый протокол испытаний должен содержать, по крайней мере, следующую информацию (если лаборатория не имеет обоснованных причин не указывать ту или иную информацию):

4.10.4 В дополнение к требованиям, перечисленным в 4.10.3, протоколы испытаний должны, если это необходимо для толкования результатов испытаний, включать следующее:

4.10.5 В дополнение к требованиям, приведенным в 4.10.3 и 4.10.4, протоколы испытаний, содержащие результаты отбора образцов, должны включать, если это необходимо для толкования результатов испытаний, следующее:

- дату отбора образцов;

- однозначную идентификацию изделий, образцы которых отбирались (включая, при необходимости, наименование производителя, обозначение модели или типа и серийные номера);

- место, где проводился отбор образцов, включая любые графики, эскизы или фотографии;

- ссылку на план и процедуры отбора образцов;

- подробное описание условий окружающей среды во время проведения отбора образцов, которые могут повлиять на истолкование результатов испытаний;

- ссылку на любой стандарт или другую нормативную и техническую документацию, касающиеся метода или процедуры отбора образцов, а также отклонения, дополнения или исключения из соответствующей нормативной и технической документации.

4.10.6 Рекомендуемая форма протокола испытаний приведена в приложении А (форма А. 1).

4.10.7 По результатам испытаний (периодических, типовых и др.) также оформляют акт. Рекомендуемые формы актов испытаний приведены в приложении А (формы А.2 и А.3).

5.6.1 Жидкостные тракты стендов должны быть выполнены по закрытой схеме с регулированием давления (разрежения) во внутренних полостях. В общем случае состав стендов должен включать в себя бак с нагревателями и вакуумнасосом, трубопроводы с задвижками для изменения подачи и напора насоса, измерительные участки, термометры, манометры и мановакуумметры, электробалансирную машину.

5.6.2 Агрегаты и средства управления стендами должны обеспечивать:

- работу насоса при частотах вращения на 20% превышающих номинальную;

- повышение температуры воды при соответствующем давлении в баке до 105°С;

- автоматическое поддержание температуры жидкости, циркулирующей в стенде с точностью °С.

5.6.3 Материалы, применяемые для изготовления деталей и узлов стендов, должны исключать образование коррозии и загрязнение жидкости.

5.6.4 Насос устанавливают и присоединяют в соответствии с его компоновкой на двигателе.

5.6.5 Площадь и форма присоединяемых к насосу подводящих и отводящих трубопроводов должны соответствовать входным и выходным патрубкам насоса. На этих трубопроводах для размещения отборников давления предусматривают прямые участки длиной не менее 10 эквивалентных диаметров патрубков.

5.6.6 Отбор давления производят через отверстия диаметром от 2 до 3 мм в стенках трубопроводов, при этом края отверстий не должны иметь заусенцев, а отборник не должен выступать за пределы внутренней стенки трубопровода.

5.6.7 Отборники давления размещают на расстоянии не менее трех диаметров от места присоединения к патрубкам насоса. Если по условиям установки насоса на двигателе и, соответственно, на стенде невозможно применение прямых участков, то допускается размещение отборников давления непосредственно в присоединительных деталях насоса.

5.6.8 Если отбор давления производится перед или после поворотов потока, то его осуществляют через четыре отверстия, расположенные во взаимно-перпендикулярных плоскостях, соединенных кольцевой трубкой, диаметр которой должен быть не менее пяти диаметров этих отверстий.

5.6.9 Для обеспечения проливки (удаления воздуха) из трубопроводов, соединяющих отборники давления с измерительными приборами, необходимо высоту расположения манометров и разделительных емкостей вакуумметров выбирать ниже уровня жидкости в баке не менее чем на 150 мм. Высота расположения приборов принимается по оси проливочного крана.

5.6.10 Непосредственно перед прибором для измерения вакуума устанавливают разделительную емкость, имеющую на входе в нее проливочный кран.

5.6.11 С целью стабилизации показаний приборов для измерения давлений перед ними целесообразно устанавливать компенсаторные емкости.

5.6.12 Температуру воды измеряют в подводящем трубопроводе на расстоянии не более 10 диаметров трубопровода от места присоединения к насосу.

5.6.13 При проведении испытаний должна быть обеспечена точность измерений:

- частоты вращения вала насоса - %;

- подачи насоса - %;

- крутящего момента на валу насоса - %;

- давления (разрежения) - %;

- температуры жидкости - °С.

5.7.1 После монтажа насоса и заливки жидкости из полостей циркуляционного контура стенда должен быть удален воздух.

5.7.2 Удаление воздуха из соединительных трубопроводов приборов для измерения давления должно осуществляться тщательной их проливкой при неработающем насосе перед началом испытаний.

5.7.3 Температуру воды во время испытаний устанавливают:

- при определении скоростных, кавитационных, напорных и энергетических характеристик - не более 40°С (при контроле величины падения подачи и напора - в интервале от 20°С до 95°С);

- при ресурсных испытаниях - в соответствии с программой (методикой), согласованной с потребителем.

5.8.1 При определении характеристик насоса регистрируют параметры:

- подачу;

- давление (разряжение) жидкости на входе в насос;

- давление жидкости на выходе из насоса;

- барометрическое давление;

- крутящий момент на валу насоса;

- частоту вращения крыльчатки насоса;

- температуру жидкости.

5.8.2 Напорная характеристика определяется при максимальной частоте вращения в диапазоне подач от нулевого значения до значения, превышающего на 15% номинальную подачу. Определение напорной характеристики должно производиться не менее двух раз и строиться по осредненным величинам. Число точек, равномерно расположенных в измеряемом диапазоне подач, подлежащих определению, должно быть не менее 15. Изменение подачи насоса осуществляют задвижкой, расположенной в напорном трубопроводе стенда.

5.8.3 Скоростную характеристику определяют при открытой системе в диапазоне частот вращения насоса, начиная от частоты, соответствующей холостому ходу двигателя, до превышающей номинальную в 1,1 раза. При этом разрежение на входе в насос должно соответствовать его действительному значению в системе охлаждения.

5.8.4 Частные кавитационные характеристики должны быть сняты для пяти значений подач, равномерно распределенных в диапазоне от 75% до 115% от номинальной подачи. Каждая частная кавитационная характеристика должна определяться не менее двух раз и строиться по осредненным величинам.

5.8.5 Определение частной кавитационной характеристики необходимо начинать с величины избыточного давления в баке, полностью исключающего кавитацию, и заканчивать при разрежении, обеспечивающем срыв работы насоса. Общее число экспериментальных точек при снятии каждой характеристики должно быть не менее 15, причем в области от начала кавитации до полного срыва не менее восьми.

5.8.6 Рекомендуется следующий порядок действий при определении частной кавитационной характеристики на стенде:

- с помощью задвижки, расположенной на напорном трубопроводе, устанавливают выбранную величину подачи насоса;

- с помощью регулирующего клапана ступенчато понижают избыточное давление в баке (вакуум в баке обеспечивают с помощью вакуум-насоса); при этом задвижкой, расположенной на напорном трубопроводе, поддерживают постоянство подачи.

5.8.7 При замене кавитационной характеристики контролем величины падения подачи и напора насоса в зависимости от температуры жидкости порядок действия должен быть следующим:

- с помощью задвижки, расположенной на напорном трубопроводе, устанавливают номинальные подачу и напор насоса (при этом задвижкой на входном трубопроводе следует добиться, чтобы разрежение на входе в насос соответствовало его действительному значению в системе охлаждения);

- включают нагреватели в баке стенда, и температура постепенно повышается до 95°С со скоростью не более 5°С в минуту. Через каждые 5°С измеряют подачу и напор насоса. Допустимые величины падения подачи и напора должны быть указаны в КД.

5.9.1 Напор насоса Н, Па, имеющего по одному входному и одному выходному патрубку, вычисляют по формуле

где и - статические составляющие полного давления во входном и выходном патрубках, Па;

и - динамические составляющие полного давления во входном и выходном патрубках, Па;

- плотность жидкости, ;

V - подача насоса, ;

и - площади проходного сечения входного и выходного патрубков, .

Для насосов, имеющих большее число патрубков, принимают среднеарифметические значения соответствующих показателей.

5.9.2 Подачу насоса определяют по тарировочным графикам для датчиков расхода.

5.9.3 Мощность , Вт, затрачиваемая на механический привод насоса с учетом потерь на трение в узле уплотнения, в узле подшипников и в приводе насоса, вычисляют по формуле

где - крутящий момент на приводе насоса, ;

n - частота вращения вала насоса,

F - сила, Н, действующая на плече l, м, рычага тормозного устройства.

5.9.4 Мощность , Вт, затрачиваемая на привод насоса с электродвигателем с учетом всех видов потерь, вычисляют по формуле

где I - сила тока, А;

U - напряжение на клеммах электродвигателя, В.

5.9.5 Мощность , Вт, (гидравлическую полезную), затрачиваемую на перемещение жидкости, вычисляют по формуле

5.9.6 Коэффициент полезного действия насоса вычисляют по формуле

5.9.7 Кавитационный запас насоса вычисляют по формуле

где - статическое давление на входе в насос (со знаком "+", если ; со знаком "-", если ), Па;

, - соответственно барометрическое давление и давление насыщенных паров жидкости, Па.

5.9.8 Допустимый кавитационный запас насоса вычисляют по формуле

где - критический кавитационный запас;

- коэффициент запаса, устанавливаемый КД на насос.