Способ испытания головки цилиндра и цилиндро-поршневой группы двигателя внутреннего сгорания

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХЕСПУБЛИН 9) (111 13 00 И 1 4 БРЕТЕНИЯ ЬСТ АВТОРСКОМУ СВИ(54) СПОСОБ ИСПЫТАНИЯ ГОЛОВКИ ЦИЛИНДРА И ЦИЛИНДРОПОРШНЕВОИ ГРУППЫДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННКГО СГОРАНИЯ(57) Изобретение позволяет сократить ти- продолжительность испытаний. При ра-боте двигателя циклически. меняют момент и частоту и режим охлаждения,чередуя подачу холодной и горячейжидкости. При этом дополнительно чередуют подачу холодного и горячеговоздуха на впуске, согласовывая периоды его подачи с периодами подачи воды. Способ позволяет ускоритьпроцесс накопления повреждений термоусталостного характера, что сокращает сроки доводки. 2 нл.е Изобретение относится к области .машиностроения, а именно к двигате.лестроению, и может быть использованопри ускореннйх стендовых испытаниях головки цилиндра и цилиндропоршневой группы ДВС на термоциклическую усталость.Цель изобретения - сокращение продолжительности испытаний двигателя.На фиг.1 приведена, схема испытательного цикла с изменением температуры испытуемой детали (Т - Т ) во времени Р; на фиг. 2 - схема стенда для реализации способаУстройство для реализации предлагаемого способа испытаний головки цилиндра и цилиндропоршневой группы двигателя на термоциклическую прочность содержит испытуемый двигатель 1, соединенный : приводом 2 с нагружающим устройством .3. Рубашка 4 охикличесня осуо испытаний на термоость, например, пор следующим образом о ществ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯПРИ ГКНТ СССР(56) Жалуд Ф. Ускоренные испытаиидвигателей внутреннего сгорания ннадежность; Технический сборникВ 18 и 19 Исследовательского Киститута ЧКД, Прага, 1984,лаждения двигателя и,впускной тракт . 5 посредством патрубков 6 и 7 соеди иены соответственно с распределителя- ееь ми 8 и 9. Кроме того, распределитель )фЬ .8 соединен с источниками 1 О и 11 наг- фф ретой и охлажденной воды, а распределитель 9 соединен с теплообменными аппаратами 12 и,13, которые посредством патРубков 14 - 17 соединены соответственно с агрегатами 18 и 19 наг рева и охлаждения агентов. Бпок 20 "программного управления электрически связан с нагружающим устройством 3, распределителями 8 и 9, системой ф, 21 управления двигателя и датчиком 22 температуры исследуемой детали в контрольной точке.146063После пуска и прогрева двигатель1 программным блоком 20 управленияпереводится на режим номинальной мощности после чего осуществляется по%о 5дача воды температурпй 90-96 С черезраспределитель 8 в рубанку 4 охлаждения ДВС 1, затем посредством распределителя 9 во впускной тракт ДВС через нагревательный теплообменный аппарат 12 подается горячий воздух тем"опер а тур ой 100-1 20 С,По достижении максимальной стабильной температуры в контрольнойточке поршня ДВС 1 от датчика 22 поступает сигнал в блок 20 программногоуправления. По команде от блока 20распределитель 9 воздуха производитпереключение потока горячего воздухаво впускной тракт ДВС 1 на холодныйовоздух температурой 5-10 С, поступающий из охладительного теплообменного аппарата. Процесс подачи холодного воздуха осуществляют до достижения минимальной стабильной температуры поршня. Процесс чередования тепловых режимов повторяют до появлениятермоусталостных повреждений на поршне. При этом максимальная температура в цикле нагрева не должна превы- З 0щать предельных для материала детали значений, которые приводят к резкому падению прочностных свойств материала, значительным пластическимдеформациям и оплавлению, т.е.отказам, не характерным для эксплуатации.Температура поршня при подаче холодного воздуха из теплообменногоаппарата не должна достигать предельно низких значений, при которых, нап Оример, резко возрастает газовая коррозия или происходит интенсивное осмоление.Время подачи холодного и горячего воздуха ограничивается достижением 45контрольными деталями стабильноготемпературного состояния.При испытаниях способом, в которомчередуются только подача холоднойили горячей. воды в сопряжениях ДВС,в частности, цилиндр . - поршень, может нарушаться тепловой зазор, чтоприводит к задиру, при этом не будутвыявлены термоусталостные повреждения на исследуемых деталяхФ так как 55при номинальной мощности ДВС поршеньпод действием горячих газов, нагреваясь, расширяется быстрее, чем цилиндр, смываемый холодной водой тем 94пературой 30 С, При чередовании тепловых режимов температурой 30 и 90 С в деталях ДВС, омываемых охлаждающей средой, происходят температурные напряжения, приводящие к термоусталостным повреждениям. Ускорить процесс испытаний на термоусталостную прочность, чередуя лишь температуру воды, не представляется возможным в связи с нарушением тепловых зазоров и ограниченностью введенного тепла за счет сгоревшего в ДВС топлива.При испытаниях предлагаемым способом время прогрева деталей ДВС сокращается за счет подачи горячего воздуха из нагревательного теплообменного аппарата во впускной тракт двигателя. При этом поршень и остальные детали, омываемые горячим газом, нагреваются быстрее.ЪДля уменьшения времени охлаждения деталей ДВС во впускной тракт двигателя подают холодный воздух из охладительного теплообменного аппарата или окружающей среды. Для ликвидации задиров во время охлаждения деталей между цилиндром и поршнем тепловой зазор сохраняется за счет одновременной подачи охлажденной воды в рубашку охлаждения и холодного воздуха во впускной тракт ДВС, при этом поршень и цилиндр уменьшаются в размерах одновременно, причем скорость изменения их размеров можно регулировать за счет температуры охлаждающей среды в рубашке охлаждения и воздуха во впускном тракте без увеличения времени испытаний.е Сокращение времени термического цикла испытания при помощи указанных операций при сохранении требуемой амплитуды температурного воздействия позволяет по сравнению с известным способом ускорить накопление повреждений термоусталостного характера в 2,0-2,5 раза.Использование способа испытаний головки цилиндра и цилиндропорщневой группы ДВС позволит ускорить процесс накопления повреждений термоусталостного характера, т,е. ускорйть выявление слабых мест в конструкции головки цилиндра и цилиндропорщневой группы, и позволит сократить срок их доводки с минимальными затратами, 514606Формула изобретения Способ испытания головки цилнндра и цилиндропоршневой группы двигателя внутреннего сгорания, заключающийся в том, что при работе двигателя проводят циклическое изменение момента и частоты вращения с помощью нагружающего устройства и меняют ре жимы охлаждения, чередуя подачу в двигатель холодной и горячей охлаждающей жидкости, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью сокращения 39 6продолжительности испытаний, при из 1 менении режимов охлаждения дополни" тельно ,проводят чередование подачи во впускной тракт двигателя холодного воздуха от охладителя и горячего . воздуха от нагревателя, причем чередование подачи холодного воздуха и холодной воды и горячего воздуха и горячей водыУ осуществляют синхронно, а время подачи холодного и горячего воздуха ограничивают моментом, достижения испытуемыми деталями стабильной темпе-, ратуры.