عنوان پایان‌نامه
طراحی ، سا خت و ارزیابی دینامومتر هیدرولیکی جهت اندازه گیری توان وگشتاور موتورهای کوچک
- رشته تحصیلی
- مهندسی کشاورزی-مکانیک ماشینهای کشاورزی
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 64989;کتابخانه پردیس ابوریحان شماره ثبت: 745
- تاریخ دفاع
- ۳۰ آذر ۱۳۹۲
- دانشجو
- جواد کریمی
- استاد راهنما
- محمدحسین کیان مهر, سیدرضا حسن بیگی بیدگلی
- چکیده
- توان و گشتاور انواع مختلف موتورها توسط دینامومترها اندازه گیری می شود. مقدار گشتاور در دینامومتر به وسیله حاصلضرب نیروی ترمزی در طول بازوی گشتاور به دست می آید. توان تولید شده توسط موتور از حاصل ضرب مقدار گشتاور در سرعت دورانی موتور به دست می آید. در این تحقیق یک دینامومتر که ترمز آن از نوع هیدرولیکی می باشد، برای اندازه گیری توان و گشتاور یک موتور کوچک طراحی و ساخته شد. به منظور ساخت ترمز دینامومتر یک پمپ هیدرولیک چرخ دنده ای (دبی 22 لیتر بر دقیقه) بر روی دو عدد تکیه گاه به صورت گهواره ای قرار داده شد، یک عدد بازوی گشتاور نیز بر روی بدنه پمپ نصب شد. پمپ و بازوی گشتاور نصب شده به آن قابلیت دوران حول محور طولی پمپ را داشتند. با کوپل کردن محور دورانی یک موتور به پمپ هیدرولیک و دوران موتور، مجموعه پمپ و بازوی گشتاور متصل به آن دوران می¬کند؛ اما با نصب یک نیروسنج (مدل Bongshin با ظرفیت 2000 نیوتن و دقت 2/0 نیوتن) مانعی برای دوران بازوی گشتاور و پمپ هیدرولیک ایجاد شد و بدین ترتیب نیرو توسط نیروسنج اندازه¬گیری شد. نیروی وارده بر نیروسنج ضربدر طول بازوی گشتاور مقدار گشتاور را می¬دهد. به منظور ایجاد بار بر روی موتور از یک مدار هیدرولیک استفاده شد. به منظور ارزیابی دینامومتر ساخته شده از یک الکتروموتور سه فاز موتوژن (توان 2.8 کیلووات، سرعت نامی 2880 دور بر دقیقه و جریان نامی 4.8 آمپر) استفاده شد. برای اندازه¬گیری گشتاور و توان الکتروموتور، سرعت دورانی الکتروموتور به وسیله یک دستگاه اینورتور (LENZ با توان 3 کیلووات) در چهار محدوده سرعت 2880 تا 2700، 2700 تا 2500، 2500 تا 2300 دور بر دقیقه تنظیم شد. در حداکثر سرعت دورانی محدوده¬های بیان شده الکتروموتور تحت بار نمی¬باشد. با افزایش بار بر روی الکتروموتور توسط شیر کنترل فشار مدار هیدرولیک دینامومتر، مقدار نیرو و گشتاور افزایش یافت. افزایش بار تا جایی ادامه یافت که آمپر مصرفی الکتروموتور طبق توصیه سازنده الکتروموتور بیشتر از 5/1 برابر آمپر نامی الکتروموتور یعنی 6 آمپر نگردد. نمودارهای گشتاور – دور و توان – دور به دست آمده در محدوده های سرعت ذکر شده با استفاده از اعداد بدست آمده توسط نیروسنج ترسیم شد که به صورت پیوسته و افزایشی می باشد. با تقسیم توان ورودی الکتروموتور به توان به دست آمده به وسیله دینامومتر بازده مکانیکی دینامومتر ساخته شده در حدود 95 درصد به دست آمد. کلمات کلیدی:گشتاور، توان، دینامومتر، ترمز هیدرولیکی، گهواره.
- Abstract
- Power and torque of different types of engines were measured by dynamometers. Torque in the dynamometer is obtained by multiplying the braking force on torque arm. Engine power is obtained by the engine torque multiplied on the rotational speed of the engine. In this research, a hydraulic brake type dynamometer was designed and developed for measuring the power and torque of a small engine. In order to develop a dynamometer brake a gear hydraulic pump (discharge 22 lit/min) were installed on two bearings with cradle motion. One torque arm is also installed on the pump case. The pump set could be rotated around longitudinal axis of pump. By coupling the rotational axis of a engine with the hydraulic pump and rotation of the engine, the hydraulic pump set can rotate, but with installation of a load cell (a Bongshin load cell with a capacity of 2000 kN and accuracy of 0.2 N) was developed an obstacle for the hydraulic pump set and thus the force was measured by the load cell. The force measured by the load cell multiplied by the length of the arm is the engine torque. A hydraulic circuit was used to apply load on the engine. A three-phase electric motor (made by MOTOGEN CO., 2.8 kW power, 2880 rpm rated speed and 4.8 A nominal current) was used in order to assess the developed dynamometer. To measure the electric motor power and torque, the rotational speed of electric motor was set by using an inverter device (LENZ, 3-kW capacity) at four speed ranges of 2880 to 2700 rpm, 2700 to 2500 rpm, 2500 to 2300 rpm. The electromotor was not under resistance load at the mentioned maximum rotational speed ranges. With increasing the resistance load on the electric motor by pressure control valve of the dynamometer hydraulic circuit, the power and torque of the electromotor increased. The load increases is continued so that the consumed current of the electromotor did not increase over than 1.5 times of the nominal current i.e. 6 A, which was specified by manufacturer's recommendations. The electromotor torquespeed and power-speed diagrams were drawn using the data measured by the load cell. The diagrams were continues and increasing at the four speed ranges. The mechanical efficiency of the developed dynamometer was about 95%, which was calculated by dividing the input power of the electric motor to power measured by the dynamometer. Keywords: Torque, power, dynamometer, cradle, hydraulic brake.
