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【摘要】本文主要总结了柴油机电涡流测功机实验台研制的经验，介绍了实验台设计与建设的要点，对相关实验台研制具有一定的参考价值。
【关键词】柴油机电涡流测功机实验台
概述
柴油机的动力性指标和经济性指标是评定柴油机质量的主要参数。为了使柴油机经常处于完好的工作状态，就必须定期地对内燃机的动力性和经济性等性能指标进行检测。[1]柴油机的各项性能指标的检测一般都是通过测功器来实现的。因此，结合国家骨干高职院建设和国防科技工业船舶动力装置实训基地的建设，提高学生的实践动手能力和培养（培训）国防科技工业紧缺动力装置技能型人才，我院柴油机装调实训室购置了相关设备，经过精心的设计和建设，研制了柴油机电涡流测功机实验台并投入使用，进一步扩充了柴油机装调实训室的测试功能。以下主要介绍JW100电涡流测功机实验台的研制与建设。
1 电涡流测功机的结构和工作原理[２]
电涡流测功机有盘式和柱式等不同的类型。图 1所示的是盘式电涡流测功机的结构示意图,主要由旋转部分（感应体）、摆动部分（电枢和励磁绕组）组成。其中感应盘其形状犹如直齿轮，而产生涡流的地方是冷却室壁上。当给励磁绕组通上直流电以后，那么围绕励磁绕组产生一个闭合磁通。当感应体被原动机带动旋转时，气隙磁密随感应盘的旋转而发生周期性变化，由此，在冷却室壁的表面及一定深度范围内将产生涡流电势，并产生涡流，该涡流所形成的磁场又与气隙磁场相互作用，就产生了制动转矩。通过装在冷却室上的传力臂把它所产生的制动转矩传至测力装置上。从而达到测转矩的目的。
2 实验台架基础的设计与建设
柴油机在工作时是一个振动源。其振动通过地面传向四周，会对实验室内的其它仪器设备造成影响，使其测量不准确，甚至无法正常工作。特别是在长时间的耐久性试验中，更会对测试人员的生理和心理造成伤害，因此，设计台架基础时必须考虑隔震的问题。图２采用的方法是地沟隔振，在实验室中挖一方形地沟，在地沟中安装铸铁平台，在铸铁平台上安装有可以前后、左右、高低自由调节的柴油机安装架。平台和安装架约有 1吨重，台架基础的重量较大，其自振频率就小，这样就远离了柴油机的工作频率，在柴油机工作时就不会有共振的危险。
图２柴油机电涡流测功机实验台系统图
3冷却系统设计与施工
测试时需对测功机、发动机冷却水、发动机润滑油进行冷却。从节约使用费用的角度考虑，采用循环水来冷却。在实验室中建有水塔，冷却水从水塔经加压水泵，分成两路：一路进测功机，另一路进柴油机。冷却水经过测功机和柴油机后返回到水塔。测功机对冷却水的水压有一定要求，水道上设计安装了水压传感器，水压不足时会自动报警并卸载。进入发动机冷却水，通过膨胀水箱进入水冷却器中进行的。冷却系统的设计与施工是柴油机电涡流测功机实验台的重点，必须高度重视，本实验室冷却系统管道设计合理，施工较规范。
4 实验台轴系对中
为了避免在传感器弹性轴上产生径向力，安装时必须使柴油机、传感器、电涡流测功机三者之间具有较好的同轴度。如存在径向力，则会降低测量精度，使弹性轴损坏。此实验台在安装时，为确保同轴度达到要求，先把柴油机一端脱开，预装电涡流测功机，通过框式水平尺和百分表检查，通过铜垫片的调整，保证电涡流测功和传感器两者的同轴度，然后连接柴油机，通过使用塞尺、百分表的检查，调节柴油机安装架保证其与前两者的同轴度。安装完后启动传感器小电机，转动联轴器360度，观察测量仪扭矩数值变化，调到最佳状态，数字变化率小于满量程的0.2%。此结果说明三者的安装同轴度较好。
5 吸收功率控制
电涡流测功机吸收功率的大小，也即测功机向动力传动装置施加载荷的大小，可以方便地通过改变励磁电流来进行控制。图３所示为采用与电涡流测功机配套的测控仪进行吸收功率控制的原理图。用专用信号电缆将电涡流测功机和测控仪连接起来,给测控仪仪表电源和励磁电源通上 220V 的交流电，然后通过调节测控仪面板上的电位器旋钮，就可以按要求改变励磁电流，从而改变电涡流测功机吸收的功率了。图中的水压报警的作用是，当冷却水的水压低于一定的数值时，控制仪表的报警触点动作，切断电涡流测功机的励磁电路，实现对电涡流测功机的保护[３]。
图 3 电涡流测功机吸收功率控制
6 系统调试
设备安装、仪器连接结束，进行此实验系统调试。首先对柴油机的滑油加注，柴油油箱、柴油、管路的连接。对扭矩转速传感器的调零，调零的目的是负载扭矩为零时，引起的扭矩显示为零，首先启动小电机，使小电机转向与实验时主轴的旋转方向相反，使用仪器的“0”键进行调零。测功机的校准，在测功机壳体两侧插入专用销子，套上校正臂拧紧螺母。在与主轴旋转方向一致侧加砝码标定，另一侧增减些重量，时扭矩初始值为零。
7 结语
本实验台设计合理、建设规范、测试设备可靠、自动化程度高、安全性好[４]，扩充了国防科技工业船舶动力装置实训基地的功能；通过此实验台的研制，提高了实验教师的理论水平、教师的科研能力；此实验台的投入使用，提高了学生的实践动手能力。
参考文献
[1]刘永长.内燃机原理[M].武汉:华中科技大学出版社,2005.
[2]章森.汽车结构系统展示实验室建设[J].实验技术与管理,2004,21 (1): 137-140.
[3]杨敬源,宋玉杰.电涡流测功机及其作为能量吸收装置的应用[J].机械工程师,2008 (4):84-85.
[4]徐云,李朝晖.内燃机电涡流测功机实验室的设计与建设[J].实验技术与管理,2006(11):143-146.
【关键词】柴油机电涡流测功机实验台
概述
柴油机的动力性指标和经济性指标是评定柴油机质量的主要参数。为了使柴油机经常处于完好的工作状态，就必须定期地对内燃机的动力性和经济性等性能指标进行检测。[1]柴油机的各项性能指标的检测一般都是通过测功器来实现的。因此，结合国家骨干高职院建设和国防科技工业船舶动力装置实训基地的建设，提高学生的实践动手能力和培养（培训）国防科技工业紧缺动力装置技能型人才，我院柴油机装调实训室购置了相关设备，经过精心的设计和建设，研制了柴油机电涡流测功机实验台并投入使用，进一步扩充了柴油机装调实训室的测试功能。以下主要介绍JW100电涡流测功机实验台的研制与建设。
1 电涡流测功机的结构和工作原理[２]
电涡流测功机有盘式和柱式等不同的类型。图 1所示的是盘式电涡流测功机的结构示意图,主要由旋转部分（感应体）、摆动部分（电枢和励磁绕组）组成。其中感应盘其形状犹如直齿轮，而产生涡流的地方是冷却室壁上。当给励磁绕组通上直流电以后，那么围绕励磁绕组产生一个闭合磁通。当感应体被原动机带动旋转时，气隙磁密随感应盘的旋转而发生周期性变化，由此，在冷却室壁的表面及一定深度范围内将产生涡流电势，并产生涡流，该涡流所形成的磁场又与气隙磁场相互作用，就产生了制动转矩。通过装在冷却室上的传力臂把它所产生的制动转矩传至测力装置上。从而达到测转矩的目的。
2 实验台架基础的设计与建设
柴油机在工作时是一个振动源。其振动通过地面传向四周，会对实验室内的其它仪器设备造成影响，使其测量不准确，甚至无法正常工作。特别是在长时间的耐久性试验中，更会对测试人员的生理和心理造成伤害，因此，设计台架基础时必须考虑隔震的问题。图２采用的方法是地沟隔振，在实验室中挖一方形地沟，在地沟中安装铸铁平台，在铸铁平台上安装有可以前后、左右、高低自由调节的柴油机安装架。平台和安装架约有 1吨重，台架基础的重量较大，其自振频率就小，这样就远离了柴油机的工作频率，在柴油机工作时就不会有共振的危险。
图２柴油机电涡流测功机实验台系统图
3冷却系统设计与施工
测试时需对测功机、发动机冷却水、发动机润滑油进行冷却。从节约使用费用的角度考虑，采用循环水来冷却。在实验室中建有水塔，冷却水从水塔经加压水泵，分成两路：一路进测功机，另一路进柴油机。冷却水经过测功机和柴油机后返回到水塔。测功机对冷却水的水压有一定要求，水道上设计安装了水压传感器，水压不足时会自动报警并卸载。进入发动机冷却水，通过膨胀水箱进入水冷却器中进行的。冷却系统的设计与施工是柴油机电涡流测功机实验台的重点，必须高度重视，本实验室冷却系统管道设计合理，施工较规范。
4 实验台轴系对中
为了避免在传感器弹性轴上产生径向力，安装时必须使柴油机、传感器、电涡流测功机三者之间具有较好的同轴度。如存在径向力，则会降低测量精度，使弹性轴损坏。此实验台在安装时，为确保同轴度达到要求，先把柴油机一端脱开，预装电涡流测功机，通过框式水平尺和百分表检查，通过铜垫片的调整，保证电涡流测功和传感器两者的同轴度，然后连接柴油机，通过使用塞尺、百分表的检查，调节柴油机安装架保证其与前两者的同轴度。安装完后启动传感器小电机，转动联轴器360度，观察测量仪扭矩数值变化，调到最佳状态，数字变化率小于满量程的0.2%。此结果说明三者的安装同轴度较好。
5 吸收功率控制
电涡流测功机吸收功率的大小，也即测功机向动力传动装置施加载荷的大小，可以方便地通过改变励磁电流来进行控制。图３所示为采用与电涡流测功机配套的测控仪进行吸收功率控制的原理图。用专用信号电缆将电涡流测功机和测控仪连接起来,给测控仪仪表电源和励磁电源通上 220V 的交流电，然后通过调节测控仪面板上的电位器旋钮，就可以按要求改变励磁电流，从而改变电涡流测功机吸收的功率了。图中的水压报警的作用是，当冷却水的水压低于一定的数值时，控制仪表的报警触点动作，切断电涡流测功机的励磁电路，实现对电涡流测功机的保护[３]。
图 3 电涡流测功机吸收功率控制
6 系统调试
设备安装、仪器连接结束，进行此实验系统调试。首先对柴油机的滑油加注，柴油油箱、柴油、管路的连接。对扭矩转速传感器的调零，调零的目的是负载扭矩为零时，引起的扭矩显示为零，首先启动小电机，使小电机转向与实验时主轴的旋转方向相反，使用仪器的“0”键进行调零。测功机的校准，在测功机壳体两侧插入专用销子，套上校正臂拧紧螺母。在与主轴旋转方向一致侧加砝码标定，另一侧增减些重量，时扭矩初始值为零。
7 结语
本实验台设计合理、建设规范、测试设备可靠、自动化程度高、安全性好[４]，扩充了国防科技工业船舶动力装置实训基地的功能；通过此实验台的研制，提高了实验教师的理论水平、教师的科研能力；此实验台的投入使用，提高了学生的实践动手能力。
参考文献
[1]刘永长.内燃机原理[M].武汉:华中科技大学出版社,2005.
[2]章森.汽车结构系统展示实验室建设[J].实验技术与管理,2004,21 (1): 137-140.
[3]杨敬源,宋玉杰.电涡流测功机及其作为能量吸收装置的应用[J].机械工程师,2008 (4):84-85.
[4]徐云,李朝晖.内燃机电涡流测功机实验室的设计与建设[J].实验技术与管理,2006(11):143-146.