Установка для испытания образца материалов деталей камеры сгорания двигателя внутреннего сгорания

/00 4 001 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯПРИ ГННТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ АВТОРСКОМ ИДЕТЕЛЬ юл. Р 7политехнич.Ленинав, Ф.И.Абра ский . СССР1985.ОБРА 31ОРАНИЯИЯ овысить всехузы обеспечивает навание реальных н разце 1 модел ряжений. 3 ил.(54) УСТАНОВКАМАТЕРИАЛОВ ДЕТДВИГАТЕЛЯ ВНУТР(57) Изобретенидостоверность рпереходных режи5 (0888)свидетельствС 01 М 13/ОДЛЯ ИСИЫТАНИАЛЕЙ КАМЕРЫ СЕННЕГО СГОРАе позволяетезультатов нмах работы. на тарелке 7 нагружающего штока 5воздействуют на плечо рычага 4, вследствие чего через захват Э на образец1 передается нагрузка. Кулачок 8 воздействует на коромысло 9, котороечерез звено 11 и пружину 12 действует на плечо рычага 4. Привод кулачка1 З.обеспечивает частоту воздействиясил давления газов на детали камерысгорания, Совместная работа кулачков8,13,19 и 24 моделирует термическиенапряжения и напряжения от сил давления газов на образце 1, Изменение передаточных отнопений коромыселИзобретение относится к двигателестроеиию и предиазиачеио для испытания материалов деталей камеры сгорапия на ползучесть с целью достовер 5ного определения долговечности форсируемых и создаваемых новых, н частности адиабатиых, двигателей.Цель изобретения - повышеиие достовериости испытаний материалов деталей камеры сгорания двигателя ниутрениего сгорания,На фиг,1 представлена прииципиальиая схема установки; иа фиг. 2 - характеристики изменения теплового состояния деталей; иа фиг, 3 -.характеристики изменения напряженного сосгътояиия деталей, где обозначено;время; чщл - время цикла; 1 - температура; Г - иапряжеииое состояние; 8 - иапряжеиие от газовыхсил; б - напряжение от температуры.Установка содержит силовую раму(не показана) и рычажное устройство 25осевого Загружения образца 1, состоящее иэ нижнего 2 и верхнего 3 захватов, нагружающего рычага 4, короткое плечо которого соединено с верх"3 им захнатом 3, а длинное - с иагружающим штоком 5, и грузов 6, укладываемых иа тарелку 7 Загружающегоштока 5. Свободный конец нижнегозахвата 2 соединен с механизмом компеисации удлинения образца 1, ныполне 33 ым известным способом.Узел иэмеиения нагрузки, моделирующий иэмепеиие термических инпряжеиий 6 деталей камеры егораиия двигателя внутреннего сгорания, представляет собой первый пружииио-кулач"ковый мехаииэм и содержит кулачок 8,соедииеииый с коротким плечом коромысла 9, корпус 10 которого устаиовлеи с возможиостью перемещения вплоскости качания коромысла 9. Длиниое плечо коромысла 9 через передающее звено 11 и пружину 12 имеет кииематическую связь с длинным плечомЗагружающего рычага 4 рычажного устройства осеного иагружеиия образца 1,Узел измеиеиия нагрузки, моделирующий изменение напряжений (3 отсил давления газов, возникающих вдеталях камеры сгЬрания двигателейвнутреннего сгорания, представляетсобой второй пружииио-кулачковый мехаиизм и содержит кулачок 13,соедииеиийй с коротким плечом коромысла 14, корпус 15 которого устаиовлеи с возможностью перемещения в плоскости качания коромысла 14. Длинное плечо коромысла 14 через качающуюся штаигу 16, шарнирно закреплеииую в передающем .звене 17, и пружииу 18 кииематически соединено с длинным плечом Загружающего рычага 4 рычажного устройства осевого иагружеиия образца 1.Узел коррекции моделирования Загрузки от сил давления газовсостоит из дополнительных третьего и четвертого пружииио-кулачковых мехаииэмов. Лополиительиый третий пружииио-кулачковый механизм содержит кулачок 19, имеющий кииематическую связь через коромысло 20 и шток 21 с качающейся штангой 16. Корпус 22 коромысла 20 установлен с возможиостью перемещения в плоскости качаиия коромысла 20, Дополнительный третий пружииио-кулачковый механизм снабжен возвратной пружиной 23, Дополиительиый четвертый пружииио-ку-. лачконый механизм содержит кулачок 24, кииематически сняэаииый через коромысло 25 и шток 26 с корпусом 15 . коромысла 14. Корпус 27 коромысла 25 установлен с возможиостью перемещеиия в плоскости качания коромыс" ла 25 Лополиительный четвертый пружипно-кулачковый мехаииэм снабжен возвратной пружиной 28.Кулачки "8,19 и 24 размещены иа валу 29 и через редуктор 30 соедииеиы с электродвигателям 31. Кулачок 13 имеет привод через редуктор 32 от электродвигателя 33. Система иагрева содержит электропечь 34, установлениую по оси образца 1, и блок задания температуры образца 1 в соответствии с углом поворота вала 29 (ие показан), выполненный известным способом,Установка работает следующим образом.Грузы 6, уложенные иа тарелку 7 Загружающего штока 5, воздействуют иа длинное плечо Загружающего рычага 4, вследствие чего через короткое плечо Загружающего рычага 4 и верхиий захват 3 иа образец 1 передается минимальная Загрузка , моделирующая мииимальиый уровень напряжений детали камеры сгорания двигателя. Вращение вала электродвигателя 31 через редуктор 30 и вал 29 передаетрактер изменения которого задается кулачком 19, Одновременно кулачок 24 дополнительного четвертого пружинно-кулачкового механизма воздействует на короткое плечо коромысла 25, длинное плечо которого через шток 26 с частотой Г перемещает корпус 15 коромысла 14 и тем самым также изменяет его передаточное отношение и соответственно величину пе-, ремещения от кулачка 13 к передающему звену 17, компенсируя изменение напряженияна образцеизза изменения.модуля упругости. материала образца 1 в эавиеимоати от изменения его температуры, Температура образца 1 задается системой нагрева (не показана) в строгом соответствии с вращением вала 29, кулачков 8, 19 и 24, Совместная же работа кулачков 8,13, 9 и 24 обеспечивает моделирование термических напряжений 6 и напряжений от сил давления газов Я;. на образце 1 в соответствии с моделируемым циклом переменных режимов работы двигателя.Изменение амплитуды моделируемого напряжения 6 обеспечивается перемещением корпуса 1 О коромысла 9 первого пружинно-кулачкового механиз" ма. Изменение амплитуды моделируемого напряжения 8 обеспечивается перемещением корпуса 22 коромысла 20 дополнительного третьего пружинно-кулачкового механизма. Изменение амплитуды моделируемых температур при неизменном уровне моделируемых напряжений 6,. обеспечивается перемещением корпуса 27, коромысла 25 дополнительного четвертого пружинно-кулачкового механизмаПри этом изменения передаточных отношений коромысел обеспечивает на образце 1 моделирование напряжений, возникающих в деталях камеры сгорания при различныхпеременных режимах работы двигателяс неизменной точностью, задаваемойпри профилировании кулачка,Использование изобретения позволяет упростить исследования влияния переменных режимов на полэучесть материалов камеры сгорания и ускорить испытания в 1,3 раза. Формула изобретения Установка для испытания образцаматериалов деталей камеры сгораниядвигателя внутреннего сгорания на 3 ;1460638ся кулачку 8 первого пружинно-кулачкового механизма, а частота вращениякулачка 8 соответствует частоте сменрежимов. работы двигателя Гу 1, При5этом кулачок Я воздействует на короткое плечо коромысла 9, длинное плечо которого, увеличивая величину перемещения, задаваемого кулачком 8,воздействует через передающее звено11 и пружину 12 на длинное плечо нагружающего рычага 4,.Вращение вала электродвигателя33 передается через редуктор 32 кулачку 13 второго пружинно-кулачкового механизма, а частота вращения кулачка 13 соответствует частоте воздействия сил давления газов Ф надетали камеры сгорания. При этом кулачок 13 воздействует на короткоеплечо коромысла 14, длинное плечокоторого, увеличивая величину перемещения, задаваемого кулачком 13,воздействует через качающуюся штангу 1 б, передающее звено 1 7 и пружину 18 на длинное плечо нагружающегорычага 4. При этом пружины 12 и 18первого и второго пружинно-кулачковых механизмов воздействуют на общее для них длинное плечо нагружаю- ЗОщего рычага 4 одновременно, вследствие чего через короткое плечо нагружающего рычага 4 и активный захват 3 на образец 1 передается нагрузка от совместного воздействия моделируемых термических напряжений( и напряжений от сил давления газов б.Синхронно с кулачком 8 первогопружинно-кулачкового механизма получают вращение от вала 4 и кулачки19 и 24 дополнительных третьего ичетвертого кулачковых механизмов.Кулачок 19 дополнительного третьегопружинно-кулачкового механизма воз;действует на короткое плечо коромысла 20, длинное плечо которого черезшток 21 с частотой т" , перемещает один конец качающейся штанги 16вдоль длинного плеча коромысла 14, , 5 Овторой конец которой установлен в передающем звене 17. При этом с частотой Г. меняются передаточнпе отношение коромысла 14 и соответственно величина перемещения откулачка 13 к передающему звену 17.При этом на образце 1 изменяетсяуровень напряжений б; в зависимости от рабочего режима двигателя, ха 1460638ползучесть при переменных . нагрузках, содержащая рычажное устройстводля осевого нагружения образца,наг"ружающий шток с грузами, первый ивторой пружинно-кулачковые механизмы, каждый из которых содержит кулачок, корпус, коромысло с коротким идлинным плечами, передающее звенои пружину, причем коромысла установ-лены в корпусах, которые выполненыс возможностью перемещения, передающее звено между коромыслом и пружиной второго пружинно-кулачкового механизма выполнено в виде качающейсяштанги, а рычажное устройство дляосевого нагружения образца выполне-но с коротким и длинным плечами, которые кинематически связаны соответственно с образцом и нагружающим штоком, о т л и ч а ю щ а я с я тем,что, с целью повышения достоверностиюиспытаний на всех исследуемых переходных режимах работы двигателя, внее дополнительно введены третий ичетвертый кулачковые механизмы с корпусами, кулачки первого и второгопружинно-кулачковых механизмов кинематически связаны с короткими плечами соответствующих коромысел, длинные плечи которых через передающиезвенья кинематически связаны с соответствующими пружинами, причем пружины первого и второго пружинно-ку О лачковых механиямов одновременносоединены с длинным плечом рычагарычажного устройства, качающаясяштанга второго пружинно-кулачковогомеханизма кинематически связана с 15 третьим пружинно-кулачковым механиз,мом, корпус коромысла второго пружинно-кулачкового механизма кинематически связан с четвертым пружиннокулачковым механизмом, причем кулач ки первого, третьего и четвертогопружинно-кулачковых механизмов установлены с воэможностью синхронноговращения, а корпуса коромысел третьего и четвертого пружинно-кулачковых 26 механизмов установлены с воэможностьюперемещения.1460638 ал Составитель Н.ПатрахальцввКозориз Техред А.Кравчук Корректор М.Пожо едак дписн крытиям при ГКНТ ССд. 4/5 оиэводственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород Гагарина, 101 Заказ 537/52ВНИИПИ Государственного113035,Тираж 788митета по изобретениям сква, Ж, Раушская н