Устройство для измерения силы трения в цилиндропоршневой группе двигателя внутреннего сгорания

.Изобретение относится к двигателестроению, а именно к устройствам дляизмерения силы трения н цилиндропоршневой группе (ЦПГ) двигателя внутрен 5наго сгорания (ДВС),Цель изобретения - повышение надежности работы устройства,Ча фиг. 1 изображен цилиндр двигателя, продольное сечение на Фиг. 2 .нустройство, частичный вырез,Устр ой ство содержит поршень 1, р аэкрещенный н цилиндре 2, имеющем навнутренней поверхности расположенныепродольном напранлении ленты 3 фоль и у которых один конец путем прижа 1 ия голонки цилиндра (не показана)жестко сняэан с верхней торцевой поверхностью цилиндра 2, а другой конецчерез поноротный ролик 4, находящийся ц пазу, выполненном в нижней части стенки цилиндра 2, связан с натяжной парой 5, выполненной н виде червячной передачи и размещенной за пределами цилиндра 2 на блок-картете (не 25показан), При этом на ленте 3 фольгина участке между поворотным роликом4 и натяжной парой 5 размещены тензодатчики б, Образующая поворотного ролика 4 выполнена вогнутой с радиусомкривизны, равным радиусу внутреннейповерхности цилиндра для устранениясмятия ленты,Устройство работает следующим образом,При работе ДВС на уСтановившемсятепловом режиме сила трения поршня 1и поршневых колец вызывает продольнуюдеформацию растяжения - сжатия ленты3 Фольги на участке хода поршня 1.Благодаря предварительному растяжениюленты 3 натяжной парой 5 через поворотный ролик 4, указанную деформациюиспытывает также участок ленты междуповоротным роликом 4 и натяжной парой5, имеющий тензодатчики 6, которыепреобразуют деформацию ленты 3 в пропорциональнои, силе трения электрический сигнал, подлежащий регистрации,Лспольэование н качестве упругогоизмерительного элемент а лент мет аллической фольги 3, расположенных непос"редственно на внутренней поверхностицилиндра 2, устрайяют необходимостьвыполнения продольных направляющих пазоц в стенке цилиндра 2 ДВС, что позволяет сохранить его жесткость на исходном уровне, Кроме, того, устранениепродольных пазов в цилиндре 2 приводит к резкому (в 1,5-2 раза) снижениюпрорыва газов через уплотнение поршневых колец, Размещение тензодатчиконнне эоны трения поршня 1 и устранениеВредных ноэдейстний давления и температуры смазки и газов позволяет полностью решить нопрос продления срокаслужбы и надежной работы тензодатчикон б,Предотвращение сминания ленты 3 придвижении поршня 1 обеспечивается предварительным растяжением ленты при помощи натяжной пары 5, импользуемой также при тариронке и калибровке устройства.Размеры ленты (ширина и толщина)определяются требованием надежностиработы ее н условиях многоциклоцогонагружения усилием растяжения-сжатия,обеспечением нормального функционирования и поршневых колец, осущестнлением смены напранления силового потокана ленте через поноротный ролик.Выполнение этих требований возможно при использовании ленты 3 фольгииз прочного упругого сплава, например,нихрома, манганита и др, при ширине,не приводящей к сминанию ленты на сгибах, и толщине, находящейся н поле допусков на зазор паФы поршень-цилиндри на отклонение от правильной геометрии поршня и цилиндра,Минимальную величину площади поперечного сечения ленты можно ойределитьиэ соотношенияБц мыс (1)С 31где Р - максимальная величина симакслы трения, приходящаяся наширину ленты Ъ,6 1 - допу ск аемо е напр яже ни е наразрыв материала ленты;Ъ, Ь - ширина и толщина лентыфольгиР - диаметр цилиндра,Ширина ленты цыбирается с учетомвыполнения условия работы ленты безсмятия и лежит в пределахЫ/20) Ь )0/15,а толщина ленты определяется по уранне ниюГмаксЬ - 161 1Максимальное значение толщины ленты для обеспечения работоспособности устройстна и двигателя не должно превышать суммы допусков на отклонения от правильной геометрии внутренней по ерхности цилиндраЬ( 01+ 1 г+ 51 (2) где Х, 4, д - полусуммы допускон нанецилиндричность, некруглость отклонения от прямо 5линейности образующих,. Таким образом, ныбор толщины лентынеобходимо производить н следующихпр едел ахЬЯЗ- - ( 11 с Р+ с+ з ( 3)Для выполненных конструкций, например, для двигатеЛя 4210, 5/12 (Д 144) 15размеры ленты составляют: ширина Ь 57 мм, толщина Ь 30-40 мкм,В ряде случаен, например при исследованиях режимов масляного голодания,применения маловязкого моторного масла и др, возникает необходимость подавления сил трения на поверхности ленты фольги, обращенной к стенке цилиндр агде у сло вия смаз ки ст а но нят ся хуже, чем на понерхности ленты, сопряженной с поршнем. Хотя эти силы попроизведеным оценкамна порядок нижерегистрируемых и, кроме то го, имеютлокальный характер проявления и места приложения, они нежелательны с 30точки зрениянадежности работы устройства, так как могут быть примнойпреждевременного истирания или сминания ленты. Указанный недостаток устраняется путем нанесения на сопря -женную с цилиндром поверхность лентыфольги на длине контакта ленты с поршнем слоя антифрикционного самосмаэынающего материала, например, соединений граФита или солей молибдена любым известным методом, например, путем электроосаждения, При этом мини-.мальная толщина слоя покрытия такова,что обеспечивает заполнение микронпадин поверхности ленты, а максимальнаятолщина слоя способствует предотвраще"нию металлического контакта ленты сцилиндром при местном внедрении ьикро-выступов поверхности цилиндра в антифрикционный слой в случае пиковых на Огруэок на полосу или резком ухудшенииусловий смазки;На Ъ 1 3 Влгде 1 - толщина слоя антифрикционнол цго покрытия,55Ва, Б - параметры шероховатости ленаты фольги и внутренней поверхности цилиндра, соответственно,6Использование ленты 3 фольги позволяет упростить конструкцию устройства для измерения силы трения в ЦПГ эа счет того, что отпадает необходимо ст ь к омпе н сир ов ат ь дей ст вие газ оной силы на упругий измерительный элемент: сила давления газов лишь прижимает ленту к стенке цилиндра, Продольное перемещение ленты 3 под действием силы трения происходит в пределах упругих деформаций, т, е. весьма незначительно, поэтому трение между лентой 3 и цилиндром 2 не влияет на измеряемую величину.формула изобретения1, Устройство для измерения силы;трения н цилиндропоршненой группе дви,гателя внутреннего, сгорания, содержащеецилиндр, размещенный в нем поршень и упругие измерительные элементы с тепзодатиками, причем один конец каждого упруго"го измерительного элементажестко связанс уплотнительным буртом цилиндра, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с цельюповышения надежности работы, устройство дополнительно содержит поворотныйролик и натяжную пару, размещенную вне.цилиндра, а упругие измерительные элементы выполнены в виде ленты фольгииэ упругого металлического материала,причем конец каждой ленты, противоположный жестко связанному с цилиндромчерез поворотный ролик, размещенийв пазу стенки цилиндра с возможностьювращения, связан с натяжной парой, атензодатчики размещены на ленте Фшьги между поворотным роликом и нанна;ной парой.2, Устройство по и. 1, о т л и ч ею щ е е с я тем, что образующая поворотного ролика выполнена вогнутой срадиусом кривизны, равюм радиусу внутренней поверхности цилиндра,3, Устройство по и, 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что ленты Фольги предварительно растянуты с помощьюнатяжной пары,4, Устройство по пп. 1 и 3, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что ширина Ь:и толщина Ь ленты Фольги определяютсясоотношениямиИ 20)ЬЪП/15,Р максг зг---- (Ь(ф+ + згде Ы - диаметр цилиндра;, Самоорская аказ 1780 аж 442 Подписное по изобретениям и, открытиям при ГКНТ СС Ж, Раушская наб., д. 4/5 Ги ВНИИПИ Госуд твенного комитет 113035, МосквауПроизводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул, Гагарина,Е- максимальная величина силы Мю КСтрения в цилиндропоршневойгруппе, приходящаяся на ширину ленты Ь;Ь 3 - д опу скае мо е напр яжени е на р аз рыв материала ленты;5д- полусуммы допусков на нецилиндричность, некруглость, отклонение от прямолинейностиобразующей соответственно,