Стенд для испытания поршня с автоматическим регулированием степени сжатия

(19) 1 М 15/00 Е ШНЯ СМ СТЕПЕ" сширит тенда.а гильзеский ливания вания нагре ОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИИ ПИСАНИЕ ИЗОБРЕ ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(54) СТЕНД ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ ПОР АВТОМАТИЧЕСКИМ РЕГУЛИРОВАНИЕ НИ СЖАТИЯ(57) Изобретение позволяет р функциональные возможности с На крышке 7, установленной н 8 цилиндра, установлен оптич нагреватель 10, выполненный пакета инфракрасных ламп нак с иллюминатором 9 для рассеи теплового потока. Установка1368691 1 О 20 35 теля 10 позволяет повысить верхнийпредел т-ры гильзы цилиндра. и оболочки поршня практически до действительных т-р, соответствующих нагрузочным режимам двигателя. Отключениеи включение нагревателя в моментыработы стенда дает возможность моделировать переходные режимы работыдизеля. Между оболочкой поршня инагревателем 10 установлен демпфер,состоящий из пружины 27 и регули 1Изобретение относится к двигателестроению, в частности для испытанийпоршней дизеля, автоматически регулирующих степень сжатия (ПАРСС) иявляется .усовершенствованием устройства по авт. св. Р 1193490.Цель изобретения - расширениефункциональных возможностей стенда.На фиг. 1 приведена схема стенда; на фиг. 2 - поршень с элементами изменения степени сжатия и оптическим нагревателем; на фиг. 3. схема устройства для исследованияпараметров поршня,Стенд состоит из электродвигателя1 постоянного тока, на вал которогонадет кулачок 2, упора 3, жесткозакрепленного на балке 4, служащейдля преобразования вращательногодвижения кулачка 2 через ось 5 в поступательное движения основания ПАРСС,прижимного устройства 6, обеспечивающего контроль кулачка 2 с упором3, крышки , установленной на гильзе8 цилиндра, иллюминатора 9 иэ оптически прозрачного материала, оптического нагревателя 10, выполненногов виде пакета кварцевых инфракрасныхламп накаливания, например, с иоднымциклом, насоса 11 высокого давления,служащего для подачи масла через каналы в основании ПАРСС в заколечныеобъемы и верхнюю и нижнюю рабочиеполости по трубопроводу 12 высокогодавления, пропускного органа 13,электронагревателя 14 для приводанасоса 11, соединительного трубопровода 15, масляного бака 16, откачировочной гайки 28, Демпфер служитдля имитации давления сгорания, атакже позволяет моделировать механическую .нагрузку на оболочку, Стендоборудован водяной и воздушной системами охлаждения, соединенными трубопроводами с гильзой. В водянуюсистему входят электродвигатель, на".сос и водяной бак, а воздушную -электродвигатель с вентилятором,3 ил. 2вающего насоса 17 и электронагревателя 18 для его привода, а также поддона 19, нижней 20 и верхней 21 вставок, основания 22 ПАРСС, оболочки 23, шатуна 24, поршневого пальца 25, уплотнительных колец 26, демпфера, состоящего иэ пружины 27 для имитации давления газов в цилиндре и регулировочной гайки 28, автономных. водяной 29 и воздушной 30систем охлаждения гильвы и цилиндра8. Стенд содержит устройство для исследования параметров поршня,включающего датчики 31, блок 32 сбо 1 г. ра и преобразования информации, связующее звено в виде двух последовательно соединенных конденсаторов 33 и 34, регистрирующее устройство 35. Автономные системы охлаждения включают; водяная - водяной бак 36, водяной насос 37, электродвигатель 38постоянного тока, цилиндр 39 с водяной рубашкой охлаждения и трубопроводы 40, воздушная - вентилятор 41, 25электродвигатель 42 постоянного то,ка, цилиндр 43 с оребрением и трубопроводы 44. Электродвигатель и соединительные элементы установлены на специальной платформе 45, жестко связанной с фундаментом с целью предотвращения нежелательных вибраций, возникающих при высоких. скоростях вращения вала электродвигателя 18,Стенд работает следующим образом.Балка 4 (фиг. 1 и 2), на одном конце которой жестко закреплен упор 3, через ось 5 преобразует вращательное движение кулачка 2, закрепленно 1368691го на валу электродвигателя 1, впоступательное движение основания 22ПАРСС. Необходимое по величине максимальное усилие сжатия пружины 27,имитирующее давление сгорания, регулируется гайкой 28, Применениеупругой пружины обусловлено необходимостью свободного прохождениятепловых лучей от оптического нагревателя 10 к ПАРСС. К этом ее преимущество по сравнению, например, сгидравлическим демпфером.Профиль кулачка 2 и соотношениеплеч балки 4 выбираются на основаниирезультатов обработки замеров перемещений оболочки на соответствующихрежимах работы ДВС: номинальном -при проведении ускоренных ресурсныхиспытаний ПАРСС, или частичных - приисследовании влияния режимов на износ деталей.Для обеспечения надежного контак та кулачка 2 с упором 3 между балкой4 и поддоном 19 установлено прижимное устройство 6, состоящее из направляющей и пружины. Жесткость пружины регулируется гайкой. Масло взаколечные объемы уплотнительныхколец 26 и верхнюю рабочую полостьподается по трубопроводу 12 высокого давления насосом 11 высокого давления из бака 16 через шатун 24,поршневой палец 25 и каналы в основании 22 ПАРСС. Отработавшее маслостекает в поддон 19, откуда откачивающим насосом 17 по трубопроводу 15подается вновь в бак 16, Насос 11высокого давления и откачивающий насос 17 работают от электродвигателей14 и 18,При моделировании тепловой нагруз. ки нагрев ПАРСС и гильзы осуществляется через иллюминатор 9 оптическим нагревателем 10, Перераспределитель теплового потока выполняется на иллюминаторе 9 путем зачернения иллюминатора, что достигается применением суспенэии сажи в четыреххлористом углероде или жидком стекле. При использовании эачернения иллюминатор 9 должен охлаждаться, например, путем обдува воздухом. Выполняя чернение на иллюминаторе 9 с различной проницаемостью для излучения, обеспечивают перераспределение теплового потока к ПАРСС и гильзе 8 в соответствии с программой испытаний.5 10 15 20 исследования сил трения уплотнительных колец в нижнюю вставку и их эф 25 30 35 40 45 50 55 На ПАРСС установлены датчики 31 (фиг. 3), сигналы с которых поступают в блок 32 сбора и преобразования информации и преобразованные в высокочастотные сигналы передаются через конденсаторы 33 и 34 постоянной емкости к регулирующему устройству 35;При водяном охлаждении вода из напорного бака 36 по трубопроводу 40 поступает к гильзе 8 и затем отводится в канализацию.Для выявления оптимального режима тепловоотвода предусмотрена возможность замены цилиндра 39 с водяной рубашкой охлаждения (фиг. 2) оребренным цилиндром 43 для воздушного охлаждения при помощи вентилятора 41, создающего воздушный поток.Режим работы стенда характеризуется изменением частоты вращения кулачка (1,0-50 с), перемещения поршня относительно оболочки (О мм), давления масла в заколечных объемах уплотнительных колец и рабочих полостях ПАРСС (1,0-1,5 МПа), температуры масла в магистрали (20- 100 С), температуры воды в водянойо системе охлаждения (20-80 С), температуры воздуха в воздушной системе охлаждения (20-30 С) и рабочих температур деталей ЦПГ (100-350 С).Использование на стенде оптического нагревателя позволяет повысить верхний предел температуры гильзы цилиндра и оболочки поршня практически до действительных температур, соответствующих нагрузочным режимам работы дизеля, в том числе переходным режимам, и исследовать в стендовых условиях тепловой .режим и граничные условия работы элементов ЦПГ в широком диапазоне варьирования параметров с повышенной точностью и наименьшими затратами.Отключение (включение) оптического нагревателя в момент работы стенда дает возможность моделировать переходные режимы работы дизеля, дополнительно расширяя потенциальные воэможности стенда.Разработка демпфера для имитации давления сгорания в виде пружины ирегулировочной гайки не только обес-. печивает взаимное перемещение оболоч", ки относительно основания ПАРСС дляфекта уплотнения практически при любых давлениях масла в верхней рабочей полости поршня при одновременной работе перепускного органа, но и5 позволяет моделировать механическую нагрузку на оболочку, а следовательно, и ее механическую напряженность. Возможность повышения давления в верхней рабочей полости позволяет осуществлять ее питание маслом непосредственно через каналы в основании ПАРСС. Формула изобретения 15Стенд для испытания поршня с автоматическим регулированием степени сжатия по авт. св. У 1193490, о т - л и ч а ю щ и й с я тем, что с целью расширения функциональных возможностей, стенд дополнительно содержит установленный на крышке исоединенный с гильзой оптическийнагреватель, выполненный в виде пакета инфракрасных ламп накаливанияс иллюминатором для рассеивания теплового потока, демпфер для имитациидавления сгорания, установленныймежду оболочкой поршня и оптическимнагревателем и состоящий из пружиныи регулировочной гайки, водяную ивоздушную системы охлаждения, соединенные трубопроводами с гильзой,причем водяная система содержит .электродвигатель, насос и водянойбак, а воздушная - электродвигательс вентилятором,1368691 ФигЗ Редактор Л.Гратилло Заказ 280/41 Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 У У 1 Составитель В,ГорбуновТехред А.Кравчук. Корректор В,Бутяга Тираж 847 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб д. 4/5