Способ проверки компрессии двигателя внутреннего сгорания

"Ъ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(71) Государственный всесоюзныйордена Трудового Красного Знаменинаучно-исследовательский технологи-.ческий институт ремонта и эксплуатации машинно-тракторного парка(56) 1.Авторское свидетельство СССРйо заявке М 3472712/25-06кл, С 01 М 15/00,1982.(54)(57) 1.СПОСОБ ПРОВЕРКИ КОМПРЕССИИ ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ путем прокручивания коленчатого вала двигателя.от внешнего источника энергии постоянной мощности, опре- деления параметра, изменяющегося в зависимости от компрессии, и сопоставления его с эталоном, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точйости, в качестве параметра, изменяющегося в зависимости от компрессии, принимают разность6 ускорений коленчатого вала двигателя при декомпрессировании цилиндров и без него, причем ускорение коленчатого вала определяют при его прокручивании в режиме свободного ускорения в диапазоне частот 0п.и где. ии - текущая и номинальная частота вращения коленчатого вала.2. Способ по п.1, о т л и ч а ю щ и й с я тем,.что декомпрессируют цилиндры путем дросселирования воздуха на впуске в двигатель.3. Способ по й.1, о т л и ч аю щ и й с я тем, что в качестве разности ускорений принимают раэность -,начальных ускорений коленчатоговала при его прокручивании в режиме Е свободного разгона из состояния покоя до номинальной частоты вращения4, Способ по п.1, о т л и ч а ющ и й с я тем, чтов качестверазно- Се сти ускорений принимают разность наибольших по абсолютной величине ускорений коленчатого вала при его прокручивании в режиме свободного замедления.сИзобретение относится к машиностроению, в частности к испытаниям двигателей внутреннего сгорания, и может быть использовано для проверки компрессии цилиндров двигателей и других поршневых машин (компрессоров и т.п.) .Известен способ проверки компрессии двигателя внутреннего сгорания путем прокручивания коленчатого вала двигателя от внешнего.:источника энергии , О постоянной мощности определения параметра, изменяющегося в зависимости от компрессии, и сопоставления его с эталоном (.13.Однако данный способ не поз воляет осуществить проверку за короткий промежуток времени, так как требуется 20-30 мин для прогрева его от холодного до горячего состояния, что не всегда удобно в условиях заводов, станций технического обслуживания и т.п. Точность способа ограничивается тем, что проверка компрессии может быть вы-. полнена-на реальных двигателях при 150 - 350 об/мин, в то время как наиболее тесная связь ее с частотой вращения коленчатого вала проявляется в диапазоне 0-100 об/мин.Кроме того, применение такого способа ограничивается в основном ЗО двигателями с электростартерным пуском, так как пусковые двигатели дизелей в большинстве случаев снабжены автоматическим устройством поддержания постоянной частоты прок рутки вала .дизеля.Целью изобретения является повышение точности. Поставленная цель достигается 40тем, что согласно способу проверкикомпрессии двигателя внутреннегосгорания путем прокручивания коленчатого вала двигателя от внешнегоисточника энергии постоянной мощности, определения параметра, изменяющегося в зависимости от компрессии,и сопоставления его с эталоном, вкачестве параметра, измечяющегося взависимости,от компрессий принимают 5 Оразность ускорений коленчатого валадвигателя при декомпрессировании(цилиндров и без.него, причем ускорение коленчатого вала определяют приего,прокручивании в режиме свободного ускорения в диапазоне частот0 с в с , где ь, п - текущая и номинальная частота вращения коленчатого вала,При этом декомпрессируют цилиндрыпутем дросселирования воздуха на 6 Овпуске в двигатель, а в качестверазности ускорений принимают разность начальных ускорений колейчатого вала при его прокручивании врежиме свободного разгона иэ состоя ния покоя до номинальной частотывращения.,Кроме того, в качестве разности ускорений принимают разностьнаибольших по абсолютной величинеускорений коленчатого вала при егопрокручивании в режиме свободногозамедленияСущность предлагаемого способазаключается в следующем.При прокручивании коленчатоговала двигателя в неустановившемсярежиме (разгоне или замедлениивыбеге) от внешнего источника энергии постоянной мощности его мощность расходуется на преодолениемомента инерции, потерь на трениев двигателе и на преодоление потерьна сжатие газа. Потери на преодоление момента инерции и трения припоочередных прокрутках коленчатоговала двигателя в одинаковых условияхостаются практически постоянными ипоэтому они не оказывают влиянияна разность величин ускорений коленчатого вала без декомпрессированияи с декомпрессированнем цилиндровдвигателя. Потери на сжатие газав цилиндрах зависят от их компрессии (или степени изношенности деталей цилиндро-поршневой группыи неплотностей клапанов). По мереизноса цилиндров (уменьшения компрессии) потери на сжатие уменьшаются.Чем меньше. компрессии цилйндров,тем меньше происходит изменение потерь на сжатие и тем на меньшую величину изменяется ускорение прокручивания коленчатого вала, и наоборот,На фиг.1 показаны зависимости частоты прокручивания коленчатого валав режиме разгона и выбега без декомпрессирования и с декомпрессированйемгорячего двигателя (кривые 1 и 2)пусковое устройство двигателя не имеет автомата ограничения частоты прок.рутки, а также зависимости ускорений коленчатого вала на каждой иэстадий (кривые 3 и 4); на фиг.2аналогичные зависимости при наличииу пускового устройства автоматаограничения частоты прокрутки нафиг.3 - номограмма для определениякомпрессии (К) двигателя по разности ускорений ( ьЯ ) коленчатоговала, связанных непосредственно сизносом (И).Из зависимостей фиг.2 следует,что у таких двигателей нельзя оценить компрессию по частоте вращения коленчатого вала,Известно, что компрессия двигателя наиболее точно характеризуетсостояние двигателя на режимах минимальной частоты вращения коленчатого вала. С этой точки зренияизмерение ускорений коленчатоговала (начального при разгоне и наипозволяет выделить в процессе двухстадийного испытания составляющую момента механических потерь двига, теля,зависящую только от компрессии, исключив при этом влияние других случайных факторов, таких как влияние технического состояния двигателя (заедание, заклинивание,различие в потерях. на трение в связи с разным износным состоянием 10 деталей цилиндро-поршневой группы и т.п.) .Перед испытаниями двигателей ЪН и Э -240 необходимо построить номограмму для определения компрессии.Для каждого типа двигателей известны зависимости К (О) и соответствующие предельные значения компрессии К и износа И , указанные в технологической документации двигателя, Зависимость К(аЕ ) устанавливают экспериментальным путем для каждого типа (марки) двигателя следующим образом.На новом обкатанном двигателе сначала определяют номинальную компрессию К и соответствующую ей номинальную разность начальных ускорений дЕ. Затем, изменяя регулировку клапанов цилиндра ( приоткрывая их), создают в нем предельную компрессию К= 0,7 К и определяют соответствующую ей предельную разность ускорений ЬЕ . Аналогично устанавливают два-три промежуточных значения К,. и определяют соответствующие им разности ускорений ьЕ;. По полученным 4-5 точкам строят функцию К(ьЕ) и устанавливают область допускаемых ее значений.ФигУРы ОКАИ и ь ЕБС а Е(заштри. хованные зонй) йредставляют собой области допускаемых компрессий и разностей ускорений, соответствующие работоспособному состоянию двигателя, Незаштрихованные зоны под кривыми К (О) и К (Ь Е) представляют собой зоны, соответствующие двигателям, требующим ремонта. М - Мс г а 1 г(2) УПоскольку на второй стадии прокручивание.осуществляется с.декомпрес. сированием (М, г = О), уравнение (2) окончательно принимает вид 50Ег - Е 1 =(3) 7Как видно из уравнения (3) Разность ускорений коленчатого вала при 55 прокрутке его от внешнего источника постоянной мощности зависит толЬко от момента потерь на сжатие, являющегося переменной составляющей момента механических потерь на обеих 60 стадиях испытаний двигателя или,чтото же - от компрессии цилиндров двигателя,Из анализа уравнений (1) - (3)следует, что предлагаемый способ 65 большего абсолютного при выбеге) в окрестностях нулевойчастоты его вращения обеспечивает. повышение точ- ности проверки, приближая ее по точности к проверке с помощью пневматических калибраторов. Последние позволяют оценить износ сопряжений цилиндров примерно в два раза точнее компрессиметра,Зависимости (фиг.1 и 2) подтверждаются следующими конкретными аналитическими выражениями.Момент на коленчатом валу двигателя при неустановившемся режиме прокрутки его внешним источником энергии. постоянной мощности при прочих равных, условиях в общем случае может быть представлен зависимостьюМ= Мс + УЕ т+ Мс+ УЕ ф где М - момент, передаваемый коленчатому валу двигателя отвнешнего источника энергии;Мс, - момент сопротивления двигаМ теля при установивШемся реМжиме прокручивания: общий(суммарный), потерь на трение, потерь на сжатие;7 - приведенный момент инерциидвигателя;Е - ускорение вращения коленчатого вала двигателя.Поскольку прокрутка коленчатого вала выполняется от внешнего источника энергии постоянной мощности,величина момента М на каждой иэ двух стадий проверки тоже постоянная, а так как на каждой из стадий испытывается один и тот же двигатель, то для него момент М тоже одинаковый на обеих стадиях, проверки. С учетом этих обстоятельств можно определить разницу ускорений коленчатого вала на первой (Е ) и второй ( Гг ) стадиях прокручивания 15 20 25 30 35 40 45 Проверку компрессии и определение технического состояния двигателя выполняют следующим образом,Поскольку результаты проверки компрессии зависят в значительной . степени от температуры моторного масла, уплотняющего при низких температурах сопряжения цилиндрб-поршневой группы, проверку следует. выполнять на горячем двигателе,и поэтому перед проверкой двигатель должен быть прогрет до температуры моторного масла не ниже 70 С.Над венцом маховика коленчатого вала устанавливают индуктивный датчик устройства для измерения частоты и ускорений (например, прибора. ИМД-Ц).После этого заводят пусковой двигатель(длядизелей без электростартерного пуска), при необходимости измеряют,его мощность и, включив его муфту сцепления осуществляют. прокрутку коленчатого вала дизеля до номинальн ых установившихся. оборотов режима проктки. В период разгона коленчатого рутки.вала от состояния покоя до ус астановл енной в пРиборе ИИД-Ц пороговойяч астоты фиксации ускорения (пор дка 100 об/мин) электронная схема 10 прибора осуществляет обработку импульсов, поступающих от датчика, и на табло прибора считывают величину начального ускорения (б ). Затем осуществляют эту проверку 15 повторно, но уже с декомпрессированием впускного воздушного тракта (на двигателе Д-б 5 Н с помощью-240 декомпрессора, на двигателе Д- путем перекрытия воздуха на впуске) и вторично определяют величину ускорения (Е ) . Затем рассчитывают разность Е - Е, е йЕ (Фиг.3), по которой с помощью зависимости К(ЬЕ ) определяют компрессию К. 25При испытании нового (неизношенного) двигателя Д-б 5 Н ускорение его, коленчатого вала составило без декомпрессирования 11,3 рад/с с декомпрессированием 18,9 рад//сс . а разность ускорений 7,б рад/ с При моделировании предельно изношенного состояния двигателя разностьс ускорений составила 5,1 .рад/ с Результаты испытаний предлагаемого способа сопоставляли с прямым измерением .компрессии. При этом по.= лученные результаты испытаний пока" зали высокую точность предлагаемого способа,(погрешность не выше 5 - 7, в то время как для компрессиметра она доходит до 10-15) . Предлагаемый способ обеспечивает хорошую стабильность данных и удобство применения, а также сокращение трудоемкости проверки компрессии двигателя в целом в 15-20 раз по сравнению с компрессиметром и в 2-3 раза при проверке компрессии отдельных цилиндров (в первом случае за счет исключения демонтажа и монтажа Форсунок и компрессиметра, а вотором только компрессиметра). втоСпособ прост в реализации, обеспечивает возможность применения нае т ебует всех типах двигателей, не р для реализации применения дополнительных приборов при диагностирой кваливании двигателей и высоко Фикации исполнителя. Предлагаемы,обом можно выполнять проверку спосоов двигакомпрессии.как всех цйлиндров теля одновременно, так и проверкульности (по каждого цилиндра в отдельнос разноссти ускорений коленчатогосси овавала двигателя без декомпрессир ния цилиндров и с декомпрессировалин а) нием только проверяемого цилиндра или отдельных групп цилиндров.1137369 ВУЮ зЕЮР 4 г ц тю Ю Разность ускорений,радуг Износ,%-- вкспФиненляльньн. зобцсцкостц кц к(е) дтдйяателяЯН зкойрцнеетальные забисиносяи ЯЯ ц КЯ для ОбоготеляД-ЛО Фиг, УЗаказ 10513/3 Тираж.898 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Рауюская наб., д,4/5 Филиал ППП фПатентф, гужгород, ул.Проектная, 4