Устройство для испытания на усталость цилиндра двигателя внутреннего сгорания

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ .РЕСПУБЛИН о А 9) ПИ за ОП ИЕ ОБРЕТ ЬСТВ СКОМУ Саид А 8 АРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИ(71) Всесоюзный ордена ТрудовогоКрасного Знамени научно-исследовательский институт железнодорожноготранспорта(56) 1. Авторское свидетельство ССУ 696178, кл. Р 04 В 51/00, 1979.(54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИСПЫТАНИЯНА УСТАЛОСТЬ ЦИЛИНДРА ДВИГАТЕЛЯ ВН РЕННЕГО СГОРАНИЯ, содержащее нагруэочные поршни, пульсатор, вибропередающий элемент и технологические заглушки, причем пульсатор связан споршнями, размещенными в испытуемомцилиндре, содержащем вибропередающийэлемент, а технологические заглушкирасположены в отверстиях испытуемогоцилиндра, о т л и ч а ю щ е е с ятем, что, с целью повышения точностиопределения предела выносливости,вибропередающий элемент выполнен измаслостойкой резины, армированнойтехнологическими заглушками,Изобретение относится к машиностроению, в частности двигателестроекию, а именно к устройствам для испытания деталей на усталость, и можетбыть использовано в различных отраслях народного хозяйства.Известны устройства для испытанияна усталость цилиндра двигателя внутреннего сгорания, содержащие нагрузочные поршни, пульсатор, рабочее 10тело и технологические заглушки,причем пульсатор связан с поршнями,размещенными в испытуемом цилиндре,рабочее тело размещено между поршнями, а технологические заглушки - 15в отверстиях испытуемого цилиндра Я .Для испытания на усталость полыхобразцов, имеющих в стенках сквозные отверстия, известным устройством необходимо заглушать отверстия 20в образцах, так как в качестве рабочего тела используется жидкость. Этоприводит к снижению точности .определения предела выносливости из-заискажения напряженного состоянияобразцов. Кроме того, известноеустройство не обеспечивает возможность проведения многоцелевых испытаний, Точность определения пределавыносливости снижается также из-завозможных утечек жидкого рабочеготела, а устройство надежных уплотнений, особенно при высоких давлениях,сложно и дорого.Целью изобретения является повы 35шение точности определения пределавыносливости, а также обеспечениевозможности проведения многоцелевыхиспытаний.Поставленная цель достигаетсятем, что рабочее тело выполнено измногослойной амортизационной резины,а технологические заглушки выполненыв виде металлических вставок, армиРующих резину,На фиг. 1 показано устройство,продольный разрез; на фиг. 2 - видпо стрелке А, на фиг. 1; на фиг,3 -разрез Б-Б на фиг. 1,Устройство содержит пульсатор 1 50 с поршнями 2, испытуемый цилиндр 3 со сквозными отверстиями 4 и рабочее тело 5, установленное в полости цилиндра 3 между поршнями 2. Рабочее тело 5 выполнено из маслостойкой, 55 амортизационной резины в форме полости цилиндра и снабжено металлическими вставками 6 и 7 - технологическими заглушками, укрепленными заподлицо на внешней поверхности рабочего тела 5, по его ребрам и соосно отверстиям 4.При проведении испытаний на усталость поршни 2 пульсатора 1 совершают возвратно-поступательное движение, передавая заданное усилие на рабочее тело 5, размещенное в полости цилиндра 3. Так как рабочее тело 5 выполнено из упругого несжимаемого материала, не имеющего остаточных деформаций в диапазоне рабочих давлений цилиндра 3, давление от поршней 2 передается через рабочий элемент 5 равномерно к цилиндру 3, что позволяет определять с большой тдчностью его предел выносливости. Чтобы материал рабочего тела 5 не выдавливался через отверстия 4, на внешней поверхности рабочего тела 5 соосно отверстиям 4 цилиндра 3 укреплены заподлицо металлические вставки 7. Вставки 7 одновременно .предохраняют от разрушения рабочее тело при его трении о края отверстия. Такой же цели служат и вставки 6, размещенные по ребрам рабочего тела 5.Чтобы вставки 7 во всем диапазоне перемещений поршней 2 перекрывали отверстия 4 и в то же время ке сказывались на упругих свойствах рабочего тела 5, их площадь. должка быть связана с площадью соответствую щих им отверстий соотношением Р /Г, =0,5-0,9, где Е 1 - площадьповерхности вставки . обращеннойк отверстию, Р 1 - площадь отверстия.Для воспроизведения реальных условий нагружения цилиндра высота рабочего тела 5 превышает высоту камеры сжатия двигателя или насоса в 1,05- 1,25 раза. Это позволяет устанавливать рабочее тело в полость цилиндра с некоторым зазором и ограничить участок действия сил при испытании цилиндра только рабочей зоной,Кроме повышения точности определения характеристик усталости, предлагаемое устройство позволяет проводить многоцелевые испытания. Так, кроме определения предела выносливости, одновременно могут проводиться испытания на корроэионную усталость в различных средах и испытания внешней поверхности образца 3,В качестве материала рабочего тела 5 может быть использована рези1101708 ВНИИПИ Заказ 4755/27 Тираж 82 одписи еит", г.Ужгород, ул.Пр Филиал ППП на амортизационная марки 6620. Вставки 6 и 7 могут крепиться на поверхности рабочего тела 5 вулканизацией, Такое выполнение рабочего тела позволяет значительно повысить точность 5 усталостных испытаний полых образцов, имеющих в стенках сквозные отверстия, например втулок и рубашек цилиндров двигателей внутреннего сгорания, и дает значительный эконо О мический эффект.Применениепредлагаемого устройства позволит в большинстве случаев ограничиться только стендовыми испытаниями втулок и рубашек цилиндров 5 двигателей и насосов, уменьшив объем эксплуатационных испытаний. Уменьшение объема эксплуатационных испытаний по определению долговечности и работоспособности цилиндров тепло возных дизелей позволит сократить затраты на их проведение. Предлагаемое устройство позволит также, зная действительную эпюру 25 сил, .действующих на стенки цилиндров двигателей и насосов, воспроизвести ,их на стенде и с помощью этого разрабатывать методы повышения долго- Г)вечности данных деталей. Применение предлагаемого устрой ства в лабораторных условиях позволило рекомендовать для внедрения в производство технологию местного термоупрочнения рубашек цилиндров дизелей типа Д 100, позволяющую увеличить их долговечность более чем в 2 раза. Для проведения эксплуатационных испытаний требуется не менее, 3 лет. Ликвидация этого периода позволит при существующей мощности заводов по производству запасных частей обеспечить полную замену на эксплуатируемом парке тепловозных дизелей рубашек цилиндров на более долговечные, что, в свою очередь, уменьшит ежегодный выход их из строя на 2 тыс. шт.Средние эксплуатационные затраты на замену одной втулки цилиндра, вышедшей из строя по повреждению рубашки, составляют около 62 руб. Годовой экономический эффект составитС= 62 х 2000 = 124000 руб.Таким образом, ожидаемый годовой зкономический эффект от применения предлагаемого устройства только на тепловоэостроительных и тепловозо- ремонтных заводах значительно превысит 100 тыс. руб.