Одноцикловая установка для исследования рабочего процесса в двигателе внутреннего сгорания

д СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК И 9) (11) ЕТЕН руже ю -54)(57) ОДНОЦИКЛ ИССЛЕДОВАНИЯ РАБОГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГжащая рабочие и с поршни и шатуны, цилиндра и эксцен рабочего цилиндра низирующий валы, фрикционные диски ВРЯ УСТАНОВКА ДЛ ЕГО ПРОЦЕССА ДВИСГОРАНИЯ, содер ловые цилиндры, ривошип силового риковый механизм рабочий и синхр ружинусжатия и причем кривошип ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОНРЫТИ ИСАНИЕ ИЗ АВТОРСНОМУ. С 8 ИДЕТЕЛЬСТ(46) 15,08,83, Бюл, И 30 (72) В,Д,Карминский, Ю,А,Иагнитский, И.И.Левин, Н,В.Бельдий, А.С,Петров, Г.В.Кореневский и Н.Г,Карпов (71) Ростовский институт инженеров железнодорожного транспорта и Центральный научно-исследовательский дизельный институт(56) 1. Воинов А,Н, Сгорание в быстроходных поршневых двигателях. И., "Иашиностроение", 1977, с.44-46.2, Республиканский межведомственный научно-технический сборник "Двигатели внутреннего сгорания", вып,24, Харьков, "Выща школа", 1976, с. 124- 125. 1) 6 01 И 15/00; Г 02 В 4 силового цилиндра выполнен регулируемым, рабочий поршень размещен врабочем цилиндре и связан рабочимшатуном со своим эксцентриковым механизмом, размещенным на рабочем валу, с которь 1 м связан кривошип силового цилиндра, соединенный силовыМшатунОм с поршнем силового цилиндра, а фрикционные диски размещенына синхронизирующих валах и нагны пружиной сжатия, о т л и ч ащ а я с я тем, что, с целью повыше"ния универсальности, установка дополнительно содержит уплотняющиепоршень и шатун, уплотнительныйэлемент, эксцентриковый механизмуплотнительного поршня, дополнительный вал, шток и буферную пружину, причем шток выполнен из двухчастей, между которыми размещенабуферная пружина, уплотнительныйпоршень и уплотнительный элементразмещены в рабочем цилиндре, уплотнительный элемент размещен между рабочим поршнем и уплотнительным поршнем, который через шток и свой шатунсоединен с дополнительным валом, свя.занным через синхронизирующие валыс рабочим валом, 1035451 2Изобретение относится к одноцикловым установкам, позволяющим вести исследование и доводку процессов поршневых двигателей внутреннего сгорания и компрессоров при точном воспроизведении отдельных циклов. Известна одноцикловая установка для исследования рабочего процесса двигателя внутреннего сгорания, со держащая рабочие и силовые цилиндры, поршни и шатуны, кривошип сила" вого цилиндра и эксцентриковый механизм рабочего цилиндра, рабочий и синхронизирующий валы, пружину 3 сжатия и Фрикционные диски, причем кривошип силового цилиндра выполнен регулируемым, рабочий поршень размещен в рабочем цилиндре и связан рабочим шатуном со своим эксцентриковым механизмом, размещенным на ра". бочем валу с которым связан кривошип силового цилиндра, соединенный силовым .шатуном с поршнем силового цилиндра, а фрикционные диски размещены на синхронизирующих валах и нагружены пружиной сжатия. При впуске сжатого воздуха под поршень вспо" могательного цилиндра, поршень основного совершает лишь одиночное сжа" тие рабочей смеси, после чего тормозится путем выдавливания в зазор между конусом и кольцом. Скорость торможения и степень сжатия в установке определяются высотой и профилем тормозного конуса 1 1 и 21.Недостатками этой установки являются невозможность исследования рабочих процессов в двигателях различной конструкции на протяжении полного такта сжатия; герметизации над поршневого пространства в заданном интервале углов поворота коленчатого вала; определения параметров состояния рабочего тела в статических ус" . ловиях (при временном фиксировании рабочего поршня в промежуточных положениях) Таким образом, многие исследовательские задачи, важные при изучении рабочих процессов, в частности в связи с проблемами диагнос тирования, на упомянутой установке не могут быть решены, Кроме того, установка позволяет производить исследования двигателей внутреннго сгорания только с данным типом криво шипно-шатунного механизма..Цель изобретения - повышение уни версальности установки. Указанная цель достигается тем, что в одноцикловой установке для исследования рабочего процесса двигателя внутреннего сгорания, содержащей рабочие и силовые цилиндры, поршни и шатуны, кривошип силового цилиндра и эксцентриковый механизм рабочего цилиндра, рабочий и синхро" ниэирующие валы, пружину сжатия и фрикционные диски, причем кривошип силового цилиндра выполнен регулируемым, рабочий поршень размещен в рабочем цилиндре и связан рабочим шатуном со своим эксцентриковым механизмом, размещенным на рабочем валу, с которым связан кривошип силового цилиндра, соединенный силовым шатуном с поршнем силового цилиндра, а фрикционные диски размещены на синхронизирующих валах и нагружены пружиной сжатия, дополнительно выполнены уплотняющие поршень и шатун, уплотнительный элемент, эксцентриковый механизм уплотнительного поршня, дополнительный вал, шток и буферная пружина, причем шток выполнен из двух частей, .между которыми размещена буферная пружина, уплотнительный поршень и уплотнительный элемент размещены в рабочем цилиндре, уплотнительный элемент размещен между рабочим поршнем и уплотнительным поршнем, который через шток и свой шатун соединен с дополнительным валом, связанным через синхронизиРующие валы с рабочим валом.На Фиг,1 приведена схема установки; на фиг. 2 - конструкция поршня.Установка содержит рабочий цилиндр 1 со съемными головкой 2 ирубашкой 3 охлаждения с размещеннымив нем рабочим 4 и уплотняющим 5 порш нями. Уплотняющий поршень 5 представляет собой металлическое кольцо с наружным диаметром, равным внутреннемудиаметру цилиндра 1. Уплотняющий поршень 5 оснащен упругим уплотнительным элементом 6, выполненным в виде кольца такого же диаметра издостаточно легкодеформируемого материала, типа жаропрочной резины, которое будучи зажато между рабочим 4 и уплотняющим 5 поршнями выполняет роль демпфирующего элемента и за счет своей деформации при сжатии герметизирует зазор между рабочим поршнем и стенкой цилиндра, К уплотняющему поршню 5 крепится шток, соЭ 103545стоящий из двух частей 7 и 8, соеди-ненных буферной пружиной 9 и способных благодаря этому перемещать"ся друг относительно друга в осевомнаправлении. Отдельно уплотняющий 5поршень 5 со штоком, буферной пружиной 9 и уплотнительным элементом 6изображен на фиг.2. Шатуны 10 исоответственно рабочего и уплотняющего поршней 4 и 5 соединены с эксцентриковыми механизмами 12 и 13 ра".бочего и уплотняющего поршней.Валы 14 и 15 связаны синхронизирующими валами 16 с фрикционнымидисками 17 и пружиной 18 сжатия, ко- .15торая упирается одним концом в корпус подшипника 19 синхронизирующихвалов 16, а другим - в гайку 20,находящуюся на валах 16. При изменении положения гайки 20 происходитизменение сжатия пружины 18, в результате чего изменяется сила сцепленияФрикционных дисков 17. На рабочем валу 14 находится подвижный кривошип21, положение которого может меняться относительно рабочего вала 14.Для фиксации,кривошипа 21 в заданном положении используется любое изизвестных решений ( положение кривошипа может меняться путем перестановки его на шлицах, выполненныхна рабочем валу 14, проворачиваниемего на валу 14 с последующим крепле"нием кривошипа к Фланцу, выполненному заодно с валом 14, и т.д.). Кривошип 21 посредством шатуна 22 си- .лового цилиндра соединен с силовымпоршнем 23, находящимся в силовомцилиндре 24,Установка работает следующим образом.40 Перед началом работы производит" ся рассоединение Фрикционных дисков 17 рри помощи гайки 20, перемещением которой пружина 18 приводится 45 в свободное состояние, и устанавливается необходимое рассогласование валов 14 и 15 рабочего 4 и уплотняющего 5 поршйей. Это рассогласование определяет момент герметиза ции надпоршневого пространства, Установка заданного радиуса кривошипа для рабочего 4 и уплотняющего 5 поршней производится изменением положения эксцентриковых механизмов 55 12 и 13 относительно осей валов 14 и 15. Фиксация заданного положения производится любым из известных спо 1 4собов ( например, креплением болтами подвижной и неподвижной щек эксцентрикового механизма ).Момент остановки рабочего поршня 4 устанавливается в зависимости от выбранного момента герметизации надпоршневого пространства путем изменения начального положения кривошипа 21 относительно НИТ рабочего поршня 4. В этом случае угол поворота рабочего вала 14 определяется перемещением силового поршня 23 от начального положения до НИТ. При подаче сжатого воздуха под силовой поршень 23 в рабочем цилиндре .1 осу ществляется такт сжатия. При подходе силового поршня 23 к ВМТ, скорость вращения рабочего вала 14 в силу закона движения кривошипно-шатунного механизма падает, тем самым умень" шается скорость рабочего поршня 4. Начальное рассогласование рабочего 4 и уплотняоцего 5 поршней выбирается таким образом, чтобы при замедлении рабочего поршня 4 его догонял уплотняющий поршень 5. герметизируя при этом надпоршневое пространство за счет деФормации уплотняющего элемента 6. При деформации элемента 6 скорость уплоняющего поршня 5 падает и происходит сжатие буферной пружины 9, При превышении усилием на буферной пружине 9 уровня, задаваемого пружиной 18, начинается проскальзывание фрикционных дисков 17 друг относительно друга. При этом скорость уплотняющего поршня 5 еще более падает и он начинает отставать от рабочего поршня 4, герметизация надпоршневого пространства в этом случае обеспечивается за счет разжатия. буферной пружины 9 При уменьшении усилия на буферной пружине 9 прекращается проскальзывание Фрикционных дисков 17, вновь происходит сжатие буферной пружины 9. цикл повторяется до полной остановки рабочего поршня 4, обеспечивая тем самым непрерывную герметизацию надпоршневого пространства.Использование предлагаемой уста- ковки обеспечивает возможность исследования рабочих процессов поршневых . двигателей внутреннего сгорания на протяжении полного такта при любом типе кривошипно-шатунного механизма, при различных степенях сжатия , от" носительном ходе поршня, отношении радиуса кривошипа к длине шатуна;возможность герметизации надпоршневого пространства в любой точке поворота. по углу коленчатого вала; оста " новку рабочего поршня в любой. точке по углу поворота коленчатого вала.Предлагаемая установка позволяет вести исследования двигателей внутреннего сгорания по следующйм направлениям: особенности протекания рабочих процессов в двигателях внутрен ного сгорания различных конструкции, волновые явления в их рабочих объемах. В связи с возможностью герметизации надпоршневого пространства с остановкой рабочего поршня в любой точ ке по углу поворота рабочего вала становится возможным определение параметров рабочего тела в статическом состоянии с максимальной достоверностью, исследование теплообмена 20 в рабочих процессах двигателей внутреннего .сгорания, определение уте" чек рабочего тела через кольцевые зазоры, влияние присоединения датчиков давления, геометрического положения и размеров диагностических органов на определяемые параметры, атакже выявление наиболее информативных параметров диагностирования,Предлагаемая установка обеспечивает более широкий круг исследований рабочего процесса в пределах цикла поршневых машин различных конструкций с одновременным повышением достоверности приводимых испытаний, Такая универсализация связана с получением экономического эффекта за счет сокращения числа испытательных стендов, а также сокращения сроков и объемов испытаний двигателей, проводимых при исследовании рабочих процессов, Установка облегчает проведение испытаний, вследствие того, что благодаря наличию органов перестройки, может быть использована для исследований с различными целями,СоставителТехред М. Ге едактор ка оектная,лиал ППП "Патент", г. Ужгород,5817/42 Тираж 873 ВНИИПИ Государственного по делам изобретений и 113035, Москва, Ж, РН.Патрахальцевль Корректор И, Ватрушк Подписимитета СССРкрытийская наб , д