Стенд для ускоренных испытаний двигателя внутреннего сгорания на надежность

СОЮЗ СОНТСНИХСОЦйА ЛИСТ ИЧЯСНИ)(ЩСПУБЛИН(56) Авторское с Ф 1048353, кл, С л,В 2довател кии конинстиых двига логическиикомбайнов В.В.ТруннБазаров5(088.8)идетельстМ 5700 о СССР 1986. авФиг,2 схема часто ельнои технике асти спыт ти к стений двига- (ДВС) ля ко ереннь нчего идрения телеи Внутрна надежностЦель изобфективностивремени их пНа фиг,1предложенный сгорани аетенияспытаний повышение эф и сокращение На две п)оведения. схематически стенд, общи мощью вешек ображенид: на ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НСМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯ 34 И ОТНРЬПИПРИ ГКНТ СССР(54) СТЕНД ДЛЯ УСКОРЕННЬГл ИСПЫТАНИЙДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ НАНАДЕЖНОСТЬ(57) Изобретение относится к испытательной технике, в частности кстендам для ускоренных испытанийдвигателя внутреннего сгорания надежность, и позволяет повысить эффективность испытаний и сократитьвремя их проведения путем приближения условий испытаний к эксплуатационным. Для этого на стенде устанлен датчик отметки верхней мертвой Изобретение относится к испь точки, сигналы с которого регистрируют осциллографом. С помощью блокауправления вибровозбудителя устанавливают частоту колебаний его,равную или кратную частоте вращения вала. С помощью управляемого ждущегомультивибратора производят сдвиг пофазе по отношению к ВМТ пиков вибровоздействю, поступающих с мультивибратора, на необходимый угол. Управляя амплитудой вибраций вибровозбудителя, устанавливают виброскорость его большую, чем максимальнаяскорость поршня на данном режиме работы испытуемого двигателяПри помощи насосной станции приводятся вдействие гидроцилиндры, создающиенизкочастотную вибрацию двигателя,причем гидроцилиндры .работают в противофазе с одинаковой заданной частотой и амплитудой, что вызываетскручивание блока цилиндров двигателя вокруг его продольной оси. Упраление работой гидрораспределителя.осуществляется с помощью электронного блока управления. 4 ил, - функциональная электрическая регулирования подачи высокотных виброимпульсов;на фиг.3 схема стенда с системой управгидроцилиндрами; на фиг.4 скручивания блока двигателя. основании 1 стенда установлень ары стоек 2-5, на которых с по- подшипников 6-9 балансирно поднагрузочное устройство 10 ввиде электрической машины и подвеска 11. Картер маховика испытуемого двигателя 12 жестко закреплен болтовыми соединениями с опорой 13, которая, в свою очередь, закреплена на раме подвески 11, передняя часть испытуемого двигателя 12 шарнирно закреплена на гидроцилиндрах 14 и 15, которые также шарнирно крепятся к раме под вески 11.Испытуемый двигатель 12 соединен с нагрузочным устройством 10 карданным валом 16. На основании 1 установлен также нибронозбудитель 17, со единенный шарнирно с рамой подвески 11, На двигателе установлен датчик 18 отметки верхней мертвой точки, электрически связанный через преобразователь 19 с управляемым ждущим 20 мультинибратором 20, блоком 21 управления вибровозбудителем и самим нибровозбудителем 17, На вибронозбудителе 17 установлен нибродатчик 22. Преобразователь 19 и нибродатчик 25 22 через усилители 23 и 24 электрически связаны с электронным или шлейфоным осциллографом 25, Гидроцилиндры 14 и 15 соединены с гидрораспределителем 26, насосной станцией 27 1 и резервуаром 28. В гидросистеме предусмотрен редукционный клапан 29, регулирующий давление рабочей жидкости, В зависимости от способа крепления испытуемого двигателя на тракторе стенд может дополнительно содержать гидроцилиндры 30 и 31, устанавливаемые аналогично гидроцилиндрам 14 и15 на раме подвески 11 под задниеопоры испытуемого двигателя и подключаемые к гидросистеме.Двигатель 12 установлен на раме подвески 11, которая опирается на два подшипника 8 и 9, жестко закреплен картером маховика 32 с опорой13, а передними опорами 33 и 34 блок-картера двигателя - шарнирно с гидроцилиндрами 14 и 15.Электронный блок 35 управления работой гидроцили 1 ндров связан с гид рораспределителем 26 через усилитель 36, который, в свою очередь, связан через усилитель обратной связи 37 с датчиком 38 перемещения гидроцилиндров 14 и 15. Датчик ВМТ 18 предназначен для определения момента подачи виброимпульса от вибровозбудителя 17 относительно заданного положения поршня иликоленчатого вала двигателя 12,В качестве блоков 21 и 35 упранления могут быть использованы генератор синуса, генератор функций илишума.В качестве вибровозбудителя 17может быть использован электродинамический вибратор.Преобразователь 19 представляетсобой электронный блок, предназначенный для преобразования и усилениясигнала ВМТ в электрический,Для воспроизнедения высокочастотных колебаний стенд работает следующим образом.После пуска испытуемого двигателя 12 его коленчатый вал нагружают моментом сопротивления посредством цагрузочного устройства 10, поглощающего мощность двигателя. Затем включают вибровозбудитель 17, вызывающий колебание рамы подвески 11 вместе с двигателем вокруг продольной оси коленчатого вала на подшипниках 8 и 9, Регистрируют осциллографом 25 сигналы,поступающие с датчика 18 отметки верхней мертвой точки (ВМТ) испытуемого двигателя и вибродатчика 22, установленного на вибронозбудителе 17, характеризующие соответственно положение поршня н цилиндре двигателя и нибровоздейстние на двигатель по отношению к ВМТ,С помощью блока управления 2 1 вибронозбудителем 17 устанавливают частоту колебаний двигателя относительно продольной оси коленчатого вала, равную или кратную частоте вращения коленчатого вала. Затем с помощью управляющего ждущего мультивибратора 20 производят сдвиг по фазе (равнозначно по углу поворота коленчатого вала) пиков ниброноздействий на необходимый угол по отношению к сигналам, поступающим от датчика верхней мертвой точки. Управляя амплитудой вибраций нибровозбудителя 17, устанавливают его виброскорость, превышающую максимальную скорость поршня на данном режиме работы испытуемого двигателя 12. Необходимая амплитуда вибраций находится по известной зависимости:7 максЛЛГЧ - максимальная скоростьмакспоршня на данном режимеработы двигателя;Г - частота вибраций. где Работа стенда в части скручиванияблока испытуемого двигателя 12 по заданному закону нагружения с низкойчастотой (0,5-2 Гц) осуществляетсяследующим образом. Сигналы, например,10от электронного блока 35, имитирующего реальный процесс нагружения, через усилитель 36 воздействуют на гидрораспределитель 2 б, который регулирует поток жидкости, поступающийпод давлением от насосной станции27 в гидроцилиндры 14 и 15, создаваяв них перемещение штоков с усилием,обеспечивая деформацию (скручивание)блока относительно опоры 13 вокругпродольной оси,Гидроцилиндры 14 и 15 могут работать как в противофазе, так и синхрон.но с одинаковой частотой и аплиту-,дой. Соединение гидроцилиндров (двух сразу), которые обеспечивают.скручивание блока по заданному закону исхема управления гидроцилиндрами приведены на фиг.3. Рабочий ход поршней цилиндров 14 и 15 определяется деформацией блока, вызванной усилиями, возникающими в эксплуатации. 50 55 Заданный закон нагружения блока двигателя 12 гидроцилиндрами 14 и 15 определяется на основании информации 30 об эксплуатационной нагруженности (скручивании) блока цилиндров от сил, возникающих при наезде машины на макронеровности поверхности почвы, При этом возможны два подхода: пер- З 5 вый - задание модели случайного процесса от генератора .случайных шумов (ГСШ), имитирующего реальный процесс нагруженности по соответствующим статическим характеристикам (среднее 40 значение, дисперсия, спектральная плотность и т.д.), второй - задание реального процесса нагружения с помощью магнитофильма достаточной продолжительности. С учетом доли веса каждого из режимов работы машины за весь срок эксплуатации. Схема сил, действующих на блок и вызывающих его скручивание, приведена на фиг.4.Таким образом, предлагаемый стенд позволяет приблизить стендовые испытания двигателя к наиболее тяжелым эксплуатационным условиям,а следовательно, и сократить время испытаний за счет сообщения двигателю сложных колебательных движений с учащенной цикличностью по сравнению с возникающими в эксплуатации, что вызывает интенсивный износ деталей и снижает число циклов нагружения до наступления усталостных разрушений,формула изобретенияСтенд для ускоренных испытаний двигателя внутреннего сгорания на надежность, содержащий нагрузочное устройство, основание, две пары стоек, подвеску с рамой, механизм качания подвески, вибровозбудитель с блоком управления и преобразовательное устройство, причем стойки размещены на основании, подвеска и нагружающее устройство. расположены балансирно соответственно на одной и другой парах стоек, а ось качания подвески совпадает с осью коленчатого вала испытуемого двигателя, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения эффективности испытаний и сокращения времени их проведения. путем приближения условий испытаний к эксплуатационным, стенд дополни-, тельно содержит опору, датчик отметки верхней мертвой точки и устройство для скручивания блока испытуемого двигателя, включающее гидроцилиндры, датчик перемещения штока гидроцилиндров,усилитель обратной связи, электронный блок управления, усилитель, электрогидрораспределитель и гидронасос, причем датчик перемещения штоков гидроцилиндров соединен через усилитель обратной связи с электронным блоком управления, который через усилитель соединен с электрогидрораспределителем, а испытуемый двигатель установлен на раме подвески посредством гидроцилиндров и опоры жестко связанной с картером маховика испытуемого двигателя и с рамой подвески.1573372Составитель Н,Патрахальцев Редактор С,Патрушева Техред Л.Сердюковаорректор Н,Корол Заказ 163 аж 445Подписное И Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-издательский комбинат,"Патент", г, Ужгород, ул. Гагарина, 10