Стенд для исследования теплонапряженного состояния поршня двигателя внутреннего сгорания

(59 6 01 М 13 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕ УС ВТОРС ГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ, с жащий раму, нагреватель с зоно рева, систему охлаждения и пли крепления поршня, причем нагре выполнен в виде экрана и набор логенных ламп, установленных н не против днища поршня, о т л ю щ и й с я тем, что, с целью лижения условий исследования к ным, стенд снабжен механизмом мещения плиты крепления поршня .зоны н рева в зону охлаждения обратн ер- наг аг о. З ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(56) 1. Авторское свидетельство СССРУ 631794, кл. 6 01 М 13/00, 1974,(54)(57) 1.СТЕНД ДЛЯИССЛЕДОВАНИЯ ТЕПЛОНАПРЯЖЕННОГО СОСТОЯНИЯ ПОРШНЯ ДВИ ватель а гаа экраича" приб- реаль- переиз и10120 бб пневмоцилиндра, связанного с тележкой.3. Стенд.по пп, 1 и 2, о т л ич а ю щ и й с я тем, что стенд снабжен блоком управления, связанным с пневмоцилиндром. 2. Стенд по п. 1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что он дополнительно содержиттележку с роликйми, причем плита крепления поршня Размещена на тележке, а ролики - на раме, и механизм перемещения выполнен в виде 1 1Изобретение отиосится к машино- тенсивность теплового потока, что строению, в частности к двигателе- приводит к увеличению времени нагрестроению (ДВС), и может быть исполь- ва поршня.зовано для оценки термопрочности Целью изобретения является прибпоршней. 5 лижение условий исследования к реИзвестны стенды для исследования альным и Ускорение процесса исследотеплонапряженного состояния поршня вания объектов при имитации резко двигателя внутреннего сгорания, со- жняющихся режимов работы двигателя держащие раму, нагреватель с зоной (максИмальная мощность - сброс нагнагрева, систему охлаждения и плиту 10 рузки " максимальная мощность). крепления поршня, причем нагреватель Поставленная цель достигается выполнен в виде экрана и набора гало-, тем, что стенд для исследования тепгенных ламп, установленных на экране лонапряженного состояния поршня двипротив днища поршня. В таких стендах: гателя внутРеннего сгорания, содерс целью приближения условий теплово- (5 жащий Раму нагРеватель с зоной нагго нагружения поршня к реальным наг- Рева, систему охлаждения и плиту реватель снабжен перераспределителЕм крепления поРшня, пРичем нагреватель .лучистого потока, выполненным в виде выполнен в виде экрана и набора гастального листа и размещенным между логенных ламп, установленных на экраэкраном и нижней плоскостью нагрева О не против днища поРшня, стенд снабтеля. На таком стенде можно создать .жен механизмом перемещения плиты рабочее температурное состояние порш- креплелия поршня иэ зоны нагрева в ня и оценить его теплонапряженность зону охлаждения и обратно, при имитации установившегося режима Кроме тсго, стенд дополнительно работы двигателя 1 Д, содержит тележку с роликами, причемОднако попытка.воспроизвести теп- плита крепления поршня размещена лонапряженное состояние поршня на на тележке, а ролики - на раме, и резко меняющихся режимах ведет к механизм перемещения выполнен в виде необходимости частого включения и пневмоцилиндра, связанного с тележвыключения галогенных ламп. При этомучитывая тепловую инерционность сталь"З Стенд снабжен блоком управления, ного диска ламп при выключении, а связанным с пневмоцилиндром. ,также время выхода ламп на стацио- На фиг.1 изображен предлагаемый нарный режим после включения на та- стенд, общий вид; на фиг.2 - кривые ком стенде невозможно получить необ- изменения температуры нагрева и.охходимые скорости изменения темпера- З 5 лаждения поршней по времени при рез" тур поршня при имитации резкого сбро- ко меняющемся режиме (максимальная са нагрузки. Проведение на укаэанном мощность - сброс нагрузки - макси- стенде исследований по сравнитель- мальная мощность), причем кривая 1 ной оценке поршней на термоцикличес- показывает изменение температуры кую стойкость затруднено по следующим 40 поршня на предлагаемом стенде, а пРичинам: одновременно испытывается кривая 11 - на работающем двигателе. только один поршень, следовательно Стенд (фиг.1) содержит основание Увеличивается погрешность при срав, раму 2, тележку 3, ролики 4, разнительной оценке; наличие стального мещенные на раме 2. В цилиндре 5 раэдиска между лампами и днищем поршня 45.мещен и закреплен шпилькой б испыувеличивает расстояние от источника туемый поршень 7. Плита 8 размещена излучения к объекту испытаний, в в тележке 3 и несет испытуемый результате чего снижается интенсив- поршень 7. На стойке 9 размещен ность теплового потока в поршне; экран 10 с галогенными лампами 11, при имитации с помощью перераспреде О которые образуют в целом нагреватель лителя мгновенных значений нестацио- .12 Стенд имеет зону нагрева А и нарных температур рабочего цикла зону охлаждения Ь , а привод тележки двигателя значительно снижается ин- З.осуществляется пневмоцилнндром 13,10120 бб Ф ЩЯ 7 Я 7 Жф РЯГ 160 ЛОАЯ Ж Ю,О Ссставитель Н. ПатрахальцевТехред М.Коштура И. Еоста едактор ИБандураказ 2748/51 оррек Тираж 871осударственного комитета СССРлам.изобретений и открытийква, %-35, Раушская наб., д П ВНИИПИ по 035, И,4лиал ППП "Патент" ;, г. ужгород, ул, Проектная Стенд включает в себя также систему водяного охлаждения и систему автоматического управления. Нагрузочный режйм на стенде регулируется тремя способами: изменением подаваемого напряжения к галогенным лампам; 5 изменением расстояния между источником,излучения.и днищем поршня, а также.с помощью локального и полного зачернения днища поршня.Система автоматического управле О ния и контроля состоит иэ блока уп-. равления теплосменами, приборов контроля числа циклов и записи истории термонагружения.При работе стенда один ряд порш ней находится в зоне нагрева А, а второй ряд - в зоне охлаждения б При этом ведется запись теплонапряженного ссстояния объектов исследований регистрирующими приборами; Время нагрева и охлаждения задается програююй испытаний с помощью реле времени. Перемещение тележки 3 на роликах 4 по раме 2 организуется сжатым воздухом, подаваемым в пневмоцилиндр 13; Регулировка зазора между верхней плоскостью нагревателя 12 и днищем поршня .7 осуществляется с помощью шпильки б с гайкой. Пренебрегая изменением температуры поршня- за промежуток времени, соответствующий рабочему циклу двигателя и максимально приближая. его к источнику нагрева, можно достигнуть быстрого роста температуры поршня, что позволяет проводить ускоренные термоциклические испытания.На Фиг.2 в качестве сравненйя принята кривая 1 Гиэменения температуры поршня на работающем двигателе, так как на стенде-прототипе цикл с = Е(С) еще более растянут по времени. Сравнение кривых доказывает высокую эффективность предложенного стенда.Предлагаемы стенд может быть использован в автотракторостроении для исследования теплонапряжеиного сос-тояния поршней двигателей внутренне-., :го сгорания, а также для проведения ускоренных термоциклических. испытаний поршней двигателей внутреннего сгорания.