Способ ускоренных испытаний резинового демпфера крутильных колебаний коленчатого вала двигателя внутреннего сгорания

(51 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯПРИ ГКНТ СССР Р.;: Р 1ЕНИЯ / ПИСАНИЕ ИЗ ЕТ ТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ сооб 0 т ему колебания в заданномдиапазоне при заданном лов динамического нагружед установкой демпфера опреедельный угол закрутки, а осительное рассеяние энерги частот числе ц Бюл сслед нолог ер ют же комбаин и А.Н,К (088.8) е, свидеС 01 различных угл овки демпфера литуду крутил а, аналитичес определяют эн езиновом слое закрутки. После устастенде определяют ампных колебаний демпферили экспериментальногию, рассеиваемую вза один цикл и за пеному ресурсу двигателдинамического нагружния демпфера устанавлшение величины энерг СР 86.(54) СПОСОБ УСКОРЕННЫХ ИСПЫТАНИЙ РЕЗИНОВОГО ДЕМПФЕРА КРУТИЛЬНЫХ КОЛЕБАНИЙ КОЛЕНЧАТОГО ВАЛА ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ(57 1 тании рем колебателя внутсоб ускоренных испь демпфера крутильннчатого вала двига сгорания позволяет ность информации о оценке долговечнос кратить сроки испыт ключается в том, что ливают на испытател вом слое равныи к величив резин полному не ресс мическо зиновог ний кол реннего достове ностной у двигат иваемои энергио нагружения.колебаний демпвремя испытани эа цикл дина мплитуду круера поддержи- постоянной, закрутки. повыситьвероятти демпфеания. Сподемпфер ьный сте тильных вают воравной ра и с соб за устана опустимому уг нд ховика, раэре оковым распол фиг.4 - графи характеристик Изобретение относитсяроению и может быть исппроведении ускоренных иновых демпферов крутильколенчатых валов двигатнего сгорания.Цель изобретенияности и сокращение происпытаний.На Фиг.1 показаного стенда для рена Фиг.2 - резинов машино ьзовано приытаний резих колебани ей внутрен вала криоленчатог демпфера (кривая Б т повышение точ- должительности ст тельн состоит изстанавливаетсяолебаний, возна схема испытателализации способа;ый демпфер с внеп н,(21) 4319202/ (22) 19.10,87 (46) 30.04.90 (71) Научно-и рукторско-тех тракторных и (72) А.Н.Гоц (53) 621. 436 (56) Авторско У 1364946, кл У 16ательский констеский институтоных двигателейрасулинтельство ССМ 19(00, 19 в резиновом слое при ним расположением мна фиг.3 - то же сжением маховика; на1амплитудно-частотныхкрутильной системы кдвигателя СМДбевая А), с демпферомсионного вала испыта(кривая В),Испытательный стестанины 1, на которуювибратор 2 крутиль ых иод, равный поля. Число циклов ния до разрушеивают как отно- ае и, рессеиваемой(3) УрТисеисв 3600 сУ буждающий крутильные колебания в торсионном валу 3. Электродвигатель 4 приводит в движение вибратор 2, смазка которого осуществляется системой 5 смазки. Через торсиограф б, токосъемник 7 и блок 8 приборов осуществляется запись крутильных колебаний демпфера 9, состоящего (фиг.2,3) из маховика 10, соединенного слоем рези пы 11 с корпусом 12 который устанавливается на коленчатый вал (не показан) .Способ осуществляется следующим образом. 15Экспериментально определяют предельный угол закрутки маховика. К маховику 10 прикладывают переменный статический крутящий момент до разрушения резинового слоя. Этот угол опре деляот и аналитически - по уравнению (для демпфера, фиг,2): или по уравнеппо (для демпфера, фиг,З)- предельное касательное наПрпряжение, при котором происходит разрушение резинового слоя; г - наружный и внутренний радиусы резинового слоя;С - модуль сдвига резины;1 - толщина резинового слоя.Затем определяют предельный угол закрутки из условия, что где р - предельный угол закрутки,п=1 5 - 2,0 - запас прочности.9Относительное рассеяние энергии в резиновом слое определяют по вырахе- яию где Й " логарифмический декремент за 55тухания,а рассеивание энергии за один циклколебаний в резиновом демпфере - поуравнению 10 4 Ргде к др= д - частота гармоники Е-гопорядка, равная прирезонансе одной изчастот собственных колебаний системы коленчатого вала;а - относительная амплитуда колебаний маховика (берется из формы колебаний);А - действительная ампли 7туда угловых колебаний массы коленчатоговала, к которой присоединен демпфер.Работу сил сопротивления или рассеиваемую в резиновом слое энергию за период, равный полному ресурсу двигателя, определяют как Ч =Г р. .о, (а.,-1) АХг3600 Т, = 7200 // Ей . (а -1) фС 1 )1.с сгде Х. = в ,- -- собственная частота2 (колебаний;Т - время работы двигателя на данной частоте.Время работы двигателя на ресурс При допустимом угле закрутки (за один цикл колебаний на установкев резиновом демпфере рассеиваетсясогласно (5) энергия: И =-2 (г зйсз(аэ)А у (7)Продолжительность динамического нагружения в часах на испытательном стенде определяют как отношение величины энергии, рессеиваемой в резиновом .слое за период, равный полному ресурсу двигателя, к величине энергии за цикл динамического нагружения, т.е.(8)Ч(аэ 1) А уз Поддерживая амплитуду колебаний А ю 9 массы торсионного вала, к которой присоединен демпфер, в заданных пределах постоянной, равной допустимому углу закрутки (4) в течение времени Тцс, обеспечивает рассеяние в резиновом слое за этот период такого количества энергии, которую он рассеивает за весь ресурс двигателя.П р и м е р. Резиновый демпфер двигателя СМД.Методом расчета было определено, что демпфер с маховиком имеют момент инерции Л =0,097 кгм , а частоту соб; сгвенных колебаний (по одноузловой Форме) =148 Гц. При торсиографировании коленчатого вала на работающем двигателе СМДбез демпфера найдено, что амплитуда угловых колебаний массы коленчатого вала, где установлен демпфер, при оборотах коленчатого вала п=1750 минравна =19,123-310 рад, причем резонирующая гармоника 1=4,5 (фиг.4, кривая 1). После установки демпфера при оборотах коленчатого вала п=1896 мин- резонирующая гармоника 1=4,5 (Фиг.4, кривая Б).На рабочих числах оборотов от 1650 до 1800 минамплитуда крутильных колебаний меняется незначительно и прип.=1750 мин - равна Ц=2,273 10 З рад. Экспериментальными исследованиями найдено, что при этом угле поворота относительное рассеяние энергии =0,505. При установке демпфера на испытательную машину и нагружении маховика статическим крутящим моментом установлено, что приц= 9,123 .10рад происходит разрушение резинового слоя. При записи свободных колебаний маховика демпфера найдено, что при амплитудах равных р=2 10 , 2,310, 3,510 4,510 э, 510 5,5 10 и 6,2 10 , соответствующих энергии рассеивания,=0,495 0,505;0,541; 0,576; 0,596; 0,601 и 0,621.Полагая, что в диапазоне рабочих чисел оборотов ц=2,273 "10 з рад, а ( =0,505, Формула (б) значительно упрощается и может быть записана в виде И =7200Т у й,(а -1) А 1,По Форме колебаний а 2=1.73 Если 5 двигатель СМДустанавлЬвается натрактор с ресурсом 8000 м,ч., то заполный ресурс в резиновом слое рассеивается энергия У =17,3 1 О КДж. При установке на торсионный валиспытательного стенда Г=152 Гц исогласно уравнению (4) ср = 6,082 фк 10 рад.(г =0611, аэ=1.,62.В одном резиновом слое за циклрассеивается энергиии И =0,025 Дж.20 Продолжительность испытаний опре-деляют по Формуле (8), Т. =1260 ч.В течении 1260 ч необходимо поддерживать амплитуду А э= 6,0-3дэ10 рад в заданных пределах (на испытательном стенде нагрузка может меняться в пределах + 5 Ж). Формула изобретения 30Способ ускоренных испытаний резинового демпфера крутильных колебанийколенчатого вала двигателя внутреннего сгорания, заключающийся в том,что устанавливают демпфер на испытательный стенд, создают ему колебания 35 в заданном частотном диапазоне призаданном. числе циклов динамическогонагружения, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что, с целью повышения точностии сокращения продолжительности испы такий, определяют допустимый уголзакрутки, относительное рассеиваниеэнергии в резиновом слое при различных углах закрутки и энергию, рассеиваемую в резиновом слое за один цикл 45 нагружения и за период, равный полному ресурсу двигателя, а число цикловдинамического нагружения демпферапосле его установки на стенд определяют как отношение энергии, рессеиваемой в резиновом слое, за период, равный полному ресурсу двигателя, к энергии, рассеиваемой за цикл динамического нагружения, причем амплитудукрутильных колебаний демпфера поддер живают постоянной, равной допустимому углу закрутки.1561010 1500 Я 0 1 бд 0 1 И 0 Рдд 1 Щ 1 ддд И 8 д ЗЮ ОЯ ОИл,же 1ФагА В.Горбунд 1 окова Составител Техред Л. С Корректор"Т,Палий едактор Л.Пчолинская род, ул. Гагарина, 1 О Производственно-издательский комбинат Патент , гН И Заказ 974 Тираж 435 .ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Иосква, Ж, Раушская наб., д. 45