ИСПЫТАТЕЛЬНЫЕ СИСТЕМЫ
Испытательные системы под ключ с единственным ответственным — GT: от двигателя до коробки передач, от электродвигателя до турбины, сдача в работоспособном состоянии.
Мы создаём испытательные системы под ключ для двигателей внутреннего сгорания, работающих на дизельном топливе, бензине, СУГ, КПГ и альтернативных топливах. Динамометр, блок управления, узлы кондиционирования и измерительное оборудование полностью нашей разработки и нашего производства. Бокс запускает, нагружает и испытывает двигатель максимально близко к реальным дорожным условиям, а результаты протоколируются в прослеживаемых и воспроизводимых лабораторных условиях.
В динамометрических системах для коробок передач и агрегатов силовой передачи под полной нагрузкой испытываются механические и автоматические коробки, трансэксл, дифференциалы, мосты и редукторы. В зависимости от задачи выбирается гидравлический (водяной), вихретоковый или активный AC-динамометр; при необходимости строится двунаправленная схема, где вход приводится (моторный режим), а выход тормозится.
Для задач электрификации и авиации мы предлагаем высокооборотные решения. В системах для электродвигателей рекуперативный AC-динамометр обеспечивает работу в четырёх квадрантах; для турбовальных, турбовинтовых и газотурбинных двигателей доступна скорость до 60 000 об/мин.
Там, где автомобиль нужно испытать целиком, мы предлагаем решения на базе шасси-динамометра (chassis dynamometer) и тягового динамометра. Испытания проводятся в лаборатории, максимально близко к дорожным условиям, с прослеживаемыми протоколами.
Создание бокса для испытания двигателей или системы испытания коробок передач — это не просто поставка динамометра. Процесс начинается с уточнения того, какие именно испытания и по каким стандартам заказчик будет проводить. Определяются диапазон мощности, момента и оборотов испытуемого изделия; длительность и число повторов испытаний; измеряемые физические величины и требования к отчётности. Этот анализ обеспечивает правильный выбор типа динамометра (гидравлический водяной тормоз, вихретоковый или активный AC); неверный выбор надолго увеличивает и капитальные, и эксплуатационные затраты.
После анализа потребности разрабатывается компоновка бокса. На этом этапе планируются устройство перемещения двигателя, основание динамометра, бетонный фундаментный блок и виброизоляция; отвод выхлопа, подача свежего воздуха, пожарообнаружение и контур охлаждающей воды. Смежные системы вокруг бокса — вентиляция, освещение, источник холодной воды — проектируются так, чтобы управляться с той же платформы, что и испытательная система. Оператор управляет и испытанием, и установкой из одного интерфейса, что повышает и безопасность, и воспроизводимость.
После изготовления и интеграции система вводится в работу на площадке, параметрируется под задачи заказчика, проводится обучение операторов. При пусконаладке выполняется калибровка измерительных цепей момента и оборотов, результаты сертифицируются. После сдачи установка не остаётся без поддержки: периодическая калибровка, профилактическое обслуживание и при необходимости увеличение мощности сохраняют достоверность измерений на протяжении всего срока службы.
Ценность испытательной системы равна достоверности получаемых данных. В системах GT момент обычно измеряется с точностью 0,2%, обороты — с точностью ±1 об/мин, а измерительная цепь имеет функцию автоматической калибровки. Температура, давление, расход и влажность измеряются датчиками, калиброванными на самом двигателе; поэтому число в протоколе действительно отражает физическую величину, которую видит двигатель.
Полностью автоматическое выполнение шагов испытания делает результат независимым от оператора и сезонных условий окружающей среды. Условия среды либо контролируются напрямую, либо нормализуются расчётом поправочного коэффициента. Благодаря этому два испытания с интервалом в полгода сопоставимы, и решения по развитию продукта опираются на надёжную основу.
Протоколы формируются в соответствии с международными стандартами испытаний; в приложении — сертификаты калибровки, вместе представлены графики, обработанные и сырые данные. Протоколы редактируемы и могут быть напрямую включены в систему качества заказчика. Для испытаний на выбросы создаётся измерительная инфраструктура, соответствующая нормам EURO и EPA; при ресурсных испытаниях двигатель непрерывно работает под полной нагрузкой 1 000, 2 000, 5 000 часов и более, что подтверждает ресурс и локализацию.
Какой динамометр выбрать? Решение зависит от длительности испытаний и профиля нагрузки. Для длительных ресурсных испытаний под полной нагрузкой оптимален гидравлический (водяной) динамометр: он долго и без проблем поглощает высокую мощность, имеет низкую стоимость обслуживания и при правильном уходе служит 30–40 лет. Для быстрых изменений нагрузки и среднего диапазона мощности подходит вихретоковый. Там, где требуется прокрутка (моторный режим), то есть динамометр должен вращать испытуемый агрегат, необходим активный AC-динамометр; он возвращает энергию торможения в сеть и снижает эксплуатационные расходы, но первоначальные вложения и стоимость обслуживания выше.
Модернизировать существующий бокс или строить новый? В большинстве случаев существующая механическая инфраструктура (бетонный блок, рама, корпус динамометра) исправна, и устарели только блок управления и измерительная цепь. Тогда модернизация значительно экономичнее новых вложений: к старому динамометру добавляются современный блок управления, калибруемая измерительная цепь и автоматическая отчётность, и бокс выводится на актуальный уровень. До решения выполняется анализ существующей установки и готовится отчёт с предложениями по повышению эффективности.
Сколько занимает создание испытательного бокса? Срок зависит от объёма работ и потребности в строительстве. Между стандартным боксом для испытания двигателей в существующем здании и полностью новым испытательным центром разница существенная. План проекта составляется на этапе анализа потребности; изготовление, отгрузка, интеграция на площадке, пусконаладка и обучение привязываются к графику. Модель единого ответственного подрядчика сокращает сроки, так как исключает ожидание между поставщиками.
Будут ли мои протоколы испытаний приняты за рубежом? Наши системы оснащаются калибруемым и аккредитуемым измерительным оборудованием, а протоколы формируются в формате, соответствующем международным стандартам испытаний, с приложением сертификатов калибровки. Благодаря этому заказчики формируют собственные сертифицированные протоколы в своей лаборатории; зависимость от внешней лаборатории и связанные с ней потери времени исчезают.
Можно ли расширить систему в будущем? Да. Наша платформа управления TRex имеет модульную структуру; каналы измерения момента и скорости расширяются до 256 каналов, новые измерительные приборы и узлы кондиционирования могут быть интегрированы позже. Поскольку исходный код принадлежит нам, специальные функции могут быть написаны и после сдачи; согласование с третьей стороной или лицензионные ограничения отсутствуют.
Испытательный бокс — это не только динамометр и двигатель. Безопасный отвод отработавших газов, подача свежего воздуха, контроль температуры в помещении, производство и распределение охлаждающей воды, линии подачи и возврата топлива, система обнаружения и тушения пожара, а также цепь аварийного останова — это вспомогательные системы, которые должны проектироваться вместе, чтобы испытания шли безопасно и без перерывов.
Важное преимущество — управление этими системами из того же интерфейса, что и испытанием. Перед началом испытания включается вентиляция, температура охлаждающей воды выводится на заданное значение; по окончании системы останавливаются контролируемо. При превышении предела в безопасное состояние переводится не только двигатель, но и соответствующая вспомогательная система. Оператор видит состояние и испытания, и установки на одном экране.
Для безопасности персонала испытательный бокс отделён от пультовой; наблюдение ведётся через пуленепробиваемое стекло или систему видеокамер. Блокировка двери (interlock) не позволяет открыть бокс при работающем двигателе. Для вращающихся частей штатно предусмотрены защитные кожухи, а в зоне муфты и вала — защитная клетка. Эти меры — практическое выражение нашего подхода к охране труда по ISO 45001.