Per Testing Methods si intendono le varie prove che, durante la fase di sviluppo, vengono svolte su un motore o sui suoi singoli componenti; esse vengono effettuate al fine della validazione del nuovo prodotto; abbiamo due particolari metodologie di test su motore:
• Prove motore in “celle di prova motore” • Prove motore montato su veicolo
I test che vengono effettuati su banco di prova motore si dividono in:
1. Prove di sintesi (E1, E39), sono quelle che tendono a stressare il motore simulando il suo reale impiego su veicolo.
2. Prove mirate (le altre), sono quelle che tendono a stressare alcuni componenti o ad evidenziare alcuni particolari modi di guasto.
Si tende a preferire la validazione su banco, in quanto tale tipologia di prove oltre a richiedere minor dispendio economico e temporale, risulta di più facile ripetibilità e monitoraggio; si riportano di seguito alcuni tra i più importanti test motore su banco, svolti da IVECO.
PROVA E1 (Endurance test):
tim e [s e c]
bme
p [b
ar
]
Grafico 11: Diagramma pme/time prova E1
1 Sugli assi dei diagrammi non sono riportati i valori delle scale, in quanto dati aziendali riservati non pubblicabili
tim e [s e c]
[rpm
]
Grafico 2: Diagramma rpm/time prova E1
Prova motore al banco di sintesi, è un test che fa parte del know – how aziendale; con tale test si tenta di riprodurre al banco le condizioni tipiche dell’utilizzo autostradale di un motore diesel su veicolo.
Il ciclo consta del funzionamento in una serie di punti stazionari a pme (coppie) medio/alte.
Il “Load Factor1” del ciclo è di circa 0,6 – 0,63 a seconda della taratura del motore provato.
PROVA E2 (Shock Termico):
tim e [s e c]
bm
ep
[b
ar]
Grafico 3: Diagramma pme/time prova E2
1 Il “load factor” è il rapporto tra il consumo di combustibile medio del ciclo e quello a Pmax del motore, definito
più rigorosamente nel par. 5.4.2
tim e [s e c]
[rpm
]
Grafico 4: Diagramma rpm/time prova E2
Test mirato per la validazione strutturale della testa cilindri e dell’accoppiamento strutturale di questa con il basamento (con guarnizione di testa).
La prova consiste in un’alternanza di funzionamento tra il punto di minimo del motore, con temperatura H2O bassa, ed il punto a Pmax, con temperatura H2O molto alta; a causa delle
differenti dilatazioni termiche dei vari componenti, nascono delle tensioni indotte, inoltre i cicli di dilatazione sottopongono i componenti a “fretting”.
Il load factor di tale prova è molto alto, a causa del funzionamento a Pmax, circa di 0,8.
PROVA E3 (Overspeed test):
tim e [s e c]
bm
ep
[b
ar]
Grafico 5: Diagramma pme/time prova E3
tim e [s e c]
[rp
m
]
Grafico 6: Diagramma rpm/time prova E3
Test mirato per la verifica di resistenza del motore a regimi di rotazione elevati, maggiore del massimo regime consentito dalla centralina che gestisce l’iniezione1; la prova consiste nel far funzionare il motore tra questo regime di overspeed (maggiore del massimo) e il regime di minimo.
Il regime di overspeed si raggiunge o trascinando il motore fino a tale regime, o ritarando la centralina iniezione, in modo da dare la possibilità al motore di raggiungere tale regime; in una prima fase si resta al regime minimo, poi si accelera fino ad arrivare al regime di overspeed, per poi mantenerlo.
Questa prova simula, ad esempio, un cambio marcia errato, in cui il motore è mandato in fuorigiri. A causa del basso carico applicato al motore durante la prova, il “load factor” del test risulta molto basso.
PROVE E4 (Endurance liner and piston ring wear test):
time [se c]
bm
ep [b
ar]
Grafico 7: Diagramma pme/time prova E4
1 Nei motori diesel il compito della limitazione del motore è svolto dalla centralina iniezione, che, raggiunto il
regime max di rotazione, taglia l’alimentazione del combustibile
time [se c] engi ne s pe ed [ rpm
Grafico 8: Diagramma rpm/time prova E4
Test con funzionamento a carichi e regimi medio/bassi, con temperatura H2O basse, al fine
di evidenziare l’usura di canne e segmenti elastici, causata dalla non ottimale lubrificazione per bassa pressione lubrificante.
PROVA E5 (Idling test):
Test di funzionamento del motore al minimo per verifica usure, causate dalla non ottimale lubrificazione, indicato per la verifica dell’usura di: valvole, cuscinetti di banco, di biella, etc.
PROVA E8 (Belt test):
tim e [s e c]
[pm
e]
Grafico 9: Diagramma pme/time prova E8
tim e [s e c]
[rp
m
]
Grafico 10: Diagramma rpm/time prova E8
Test con funzionamento alternato tra regime di rotazione minimo e massimo a vuoto per la delibera delle cinghie di trasmissione degli organi ausiliari motore.
PROVA E15 (Constant speed/max.output):
Ciclo a potenza massima (LF=1) per la delibera dei componenti soggetti a carico termico/meccanico (creep, fatica meccanica, etc.); particolarmente indicato per componenti quali: stantuffo, manovellismo, etc.
PROVA E17 (Speed and full load cicle):
Ciclo a regimi variabili e pieno carico, tali da sollecitare il distributore delle turbine a geometria variabile; viene utilizzato per la delibera della turbosoffiante.
PROVA E22 (Turbocharger heat soak back test):
Funzionamento a regimi e potenze alternate ad alte temperature, in modo da sollecitare la lubrificazione della turbosoffiante; simula l’arresto motore dopo una percorrenza elevata ad alti carichi (detta prova casello autostradale).
PROVA E39 (Endurance test):
Ciclo con funzionamento a regimi medio/alti con variazione continue tra le varie condizioni di funzionamento, in modo da eccitare tutte le frequenze proprie del motore (è una prova di sintesi come la E1).
