Над запуском испытательного комплекса на базе установки «КРОН-КС-276» работали ученые лаборатории тепломассопереноса ТПУ. Он имеет модульную структуру и состоит из шести модулей: нагрузочного блока, модуля топливоподачи и датчиков, блока охлаждения, модуля двигателя внутреннего сгорания, щита управления и пульта управления. Система полностью автоматизирована.
"В первую очередь стенд предназначен для обкатки ДВС. В нашем случае, он будет использоваться для испытания опытных образцов альтернативного жидкого топлива, произведенных в лаборатории тепломассопереноса ТПУ и получаемых от других исследовательских центров. Установленное оборудование и ПО позволяет отслеживать характеристики работы двигателя в режиме реального времени, например, эффективную мощность двигателя, общий эффективный расход топлива, крутящий момент и частоту вращения коленчатого вала, давление и температуру смазочного масла на входе и выходе из двигателя, температуру охлаждающей жидкости на входе и выходе из дизеля, а также температуру воды в наружном контуре и многое другое,
— отмечает младший научный сотрудник лаборатории тепломассопереноса ТПУ Александр Ашихмин.
На установке можно реализовывать работу двигателей в разных режимах: холостой ход с постепенным повышением оборотов, запуск и остановку двигателя на холостом ходу и имитацию работы двигателя в смешанном цикле с нагрузкой. Это позволит испытать работу двигателя на альтернативном жидком топливе как в условиях работы дизель-генераторов, так и транспорта.
«Перед тем как провести испытание на установке «КРОН-КС-276», все опытные образцы проходят несколько этапов исследований их свойств и характеристик. Сначала подбирается компонентный состав и концентрации компонентов в лабораторных условиях таким образом, чтобы физико-химические свойства образца соответствовали требованиям ГОСТ на топлива. Далее в лабораторных условиях изучаются характеристики зажигания и горения капель образца альтернативного жидкого топлива для понимания условий применимости такого топлива под различные задачи и установки. После этого опытный образец испытывается в огневой камере, моделирующей малый энергетический объект, и в одноцилиндровом двигателе внутреннего сгорания. Только по прошествии всех стадий топливо допускается до испытания в полноразмерном двигателе внутреннего сгорания, размещенном на установке «КРОН-КС-276». Такой подход позволяет оценить перспективы использования разрабатываемого топлива», — поясняет Александр Ашихмин.
Стенд оснащен механическим типом системы управления. Диапазон частоты вращения коленчатого вала может достигать трех тысяч оборотов в минуту, а развиваемая мощность – 210 кВт. Масса установки – больше 10 тонн.
По словам ученых, преимуществом разработанного комплекса является его универсальность, малая энергоемкость, автоматизированный процесс работы и простота обслуживания. Стенд может работать с дизельными двигателями, применяемыми и на грузовом, и на легковом транспорте.
Отображение данных и управление механизмами стенда автоматизированы. Параметры работы двигателя выводятся на экран оператора, который с цифрового пульта управления может изменять начальные условия проведения испытания, включая режим обкатки, обороты в минуту и другие параметры, а также отображать и регистрировать показания различных информационных датчиков, установленных на всем стенде.
В ближайших планах – разработать стандарт по проведению испытаний альтернативных жидких топлив на двигательных установках наземного и водного транспорта. Для газотурбинных установок такой стандарт нами уже разработан и с его применением мы проводим испытания в интересах индустрии и исследовательских центров партнеров», — говорит руководитель лаборатории тепломассопереноса ТПУ Павел Стрижак."Разработанный стенд является последней ступенью испытаний жидких альтернативных топлив в реальных условиях эксплуатации, после которых можно делать вывод, соответствуют ли опытные образцы по энергетическим, экологическим, технико-экономическим и эксплуатационным показателям действующим и перспективным дизельным ДВС. Таким образом, на сегодняшний день в Томском политехе действует вся технологическая цепочка создания новых топлив – от синтеза и лабораторных исследований отдельных капель такого топлива до проверки образцов на пилотных установках,
— отмечает младший научный сотрудник лаборатории тепломассопереноса ТПУ Александр Ашихмин.
Сейчас стенд проходит пуско-наладочные работы. На нем будут проводиться холодная и горячая обкатка двигателей, а также испытания альтернативного топлива на основе растительных масел и отходов производства для двигателей внутреннего сгорания. В планах ученых также разработать методику испытаний биодизельных топлив на собранной установке.
