Стенд для испытания блока цилиндров двигателя внутреннего сгорания

3 СОВЕТСНИХЦИАЛИСТИЧЕСНИПУБЛИК 6 А 9) 51)4 С 01 М 13/00 САНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ с входы которых лям, а выходы илителей, вторы дключены к усил ектронных усили т лей связаны с ия электрогидравателей. бмотками управле ических преобраэ ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(53) 621,436,001,5(088,8) (56) Гинзбург М,А. Исследование напряженности и усталостной прочности элементов различных вариантов конструкции сварного блока цилиндров дизеля 11 45.- В кн.;Турбопоршневые двигатели, М., 1965, с.69, фиг.4.Авторское свидетельство СССР Мф 473079, кл. С 01 М 13/00, 1970.Салтыков М.А., Горбунов М,Н. и др. Развитие методов и средств ис-, следования прочности основных несу. щих деталей и узлов транспортных дизелей.-В кн.;Развитие комбинированных двигателей внутреннего сгора ния. Под ред М,Г.Круглова, М., Машиностроение", 1974, с,120, рис.6. 54) (57) СТЕНД ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ БЛОКА ИЛИНДРОВ ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОАНИЯ, содержащий линии нагружения, остоящие из насосной станции и фор мирователей импульсов давления, свяанных с последней, задающее устройтво и блоки измерения, каждый из коорых выполнен в виде датчика нарузки, усилителя и регистрирующего рибора, соединенных последовательно и установленных в каждом из канлов нагружения, причем задающее у тройство связано с формирователем импульсов давления, о т л и ч а ю -щ и й с я тем, что, с целью повышения долговечности испытаний путемприближения нагрузок к реальным,формирователи импульсов давления выполнены в виде электрогидравлическихс обмотками управления преобразователей, количество которых равно количеству цилиндров испытываемого блока, а задающее устройство выполнено в виде электронного блока, включающего генераторы тактовых импульсов и и2 импульсов произвольной формы, согла" сующее устройство, распределитель импульсов, набор управляемых злект. ронных ключей с цепями управления, коммутатор и электронные усилители, причем к выходу генератора тактовыхЗаевимпульсов непосредственно подключен1 щаА . генератор импульсов произвольной формы, а через согласующее устройство - распределитель импульсов, к ге" СФм нератору импульсов произвольной формы параллельно подключены входы М электронных ключей, цепи управления ф которых подключены к выходам распределителя импульсов, а выходы - к коммутатору, выходы которого подключены к первым входам электронных.1173226 Согласующее устройство 18, представляющее собой счетчик тактовыхимпульсов с перестраиваемым коэффициентом пересчета, позволяет согласовать длительности и фазы импульсов на входе в распределитель импульсов 19 и на выходе генератораимпульсов произвольной формы 17.Распределитель импульсов 19 позволяет равномерно распределять подаваемые на вход импульсы по нескольким выходам, количество которых И регулируется,В электрогидравлическом преобразователе 8 в качестве которого может использоваться выпускаемый промьппленностью преобразователь типа ПЗГ-ПМ, положение распределительного золотника управляется электри- . ческим сигналом, подаваемым на об О мотку управления, Перемещение золотника пропорционально величине и знаку сигнала управления, подаваемого с выхода электронного усилителя 12 в виде разности между сиг" 55 налами с задающего устройства 13 в датчика нагрузки 14, связанного с усилителем 15. Изобретение относится к машино" строению, в частности к двигателе- строению, и предназначено для испытания на усталостную прочность блоков цилиндров двигателей внут реннего сгорания от действия циклических нагрузок, аналогичных создаваемым силами давления газов,Цель изобретения - повышение достоверности испытаний путем мак симального приближения нагрузок к реальным.На фиг. 1 изображена схема предлагаемого стенда; на фиг, 2 - схема генератора импульсов произвольной 15 формы; на фиг. 3 - временная диаграмма работы генератора импульсов произвольной формы; на фиг. 4 - временная диаграмма работы согласующего устройства и распределителя им пульсов; на фиг, 5 - временная диаграмма импульсов управления для восьмицилиндрового двигателя. Стенд содержит установленные виспытываемом блоке цилиндров 1 технологические гильзы 2, крьппки блока3 и поршни 4 с штоками 5, жесткосвязанными с технологическим валом 6,которые образуют замкнутые полости7, Длины штоков 5 задают положениепоршней 4, соответствующее моментудостижения максимального давленияв каждом цилиндре при работе двигателя.Каждая замкнутая полость 7 связана с выходным каналом соответствующего формирователя импульсов дав-,ления, выполненного в виде электрогидравлического преобразователя 8,входные каналы которого соединеныс напорной 9 и сливной 10 магистралями насосной станции. 11,Задающее устройство 13 включает в себя генератор тактовых импульсов16, представляющий собой генератор импульсов прямоугольной формы с регулируемой частотой, который связан с генератором импульсов произвольной формы 17 к через согласующее устройство 18 с распределителем импульсов 19, выходы которого, в свою очередь, управляют электронными ключами 20. Входы последних. объединены и связаны с геиератором импульсов произвольной формы 17, а выходы соединены с коммутатором 21.Генератор импульсов произвольной формы 17, выполненный на основе кусочно-ступенчатого функциональногопреобразователя информации, позволяет получить на выходе точное аналоговое воспроизведение любой кривой,т.е, сформировать импульс напряжениятребуемой формы. Пример выполнениягенератора импульсов произвольной формы показан на фиг,2, Он включаетв себя связанные между собой преобразователь 22 и блок памяти 23,Выход преобразователя 22 соединенс аналого"цифровым преобразователем24, а блок памяти 23 - с эадатчиком25,Электронный ключ 20 обеспечивает соединение своих входной и выходкой цепей под действием электрического сигнала, подаваемого в цепь управления.Коммутатор 21, представляющий собой набор переключателей, позволяет соединить цепь управления по каждому каналу нагружения соответствующего цилиндра блока 1,2,1,И с любым выходом 01, 02,БИ электронных ключей 20.Датчик нагрузки 14, представляющий собой датчик давления, совместно1173226 4сов произвольной формы 17 переводится в исходное состояние и цикл повторяется, Следовательно, на выходегенератора импульсов произвольнойФормы задается серия импульсов требуемой формы, длительность которыхравна-.Тя ф = Е и,где Т- длительность импульса10 произвольной формы;- длительность тактовогоимпульса.Одновременно тактовые импульсыподаются на согласующее устройство1 18, счетчик которого настраиваетсяна коэффициент пересчета, равныйчислу и (числу тактовых импульсов,формирующих сигнал на выходе генератора импульсов произвольной формы)20 В результате на выходе согласующегоустройства 18 формируются импульсы(см, временную диаграмму на Фиг.4),длительность которых равнаТс = сп,25 где Т- длительность импульсов навыходе согласующего устройства.Импульсы, полученные на выходесогласующего устройства 18, равномерно распределяются по Н выходам распределителя импульсов 19, как показано на фиг.4. После появления им"пульса на М-и выходе распределитель импульсов возвращается в исходное состояние и цикл повторяется.Количество выходов И распределителяимпульсов 19 задается равным количеству цилиндров испытываемого блока,При подаче импульсов с выходараспределителя импульсов 9 в цепиуправления электронных ключей 20 происходит поочередное срабатываниепоследних. Вследствие совпадениядлительностей и фаз импульсов, полу 45 чаемых на выходах распределителя им- пульсов и генератора импульсов произвольной формы, в выходных каналахэлектронных ключей 20 поочередно появляются сигналы в виде импульсовзаданной формы. с усилителем 15 позволяют получитьэлектрический .сигнал, пропорциональный величине давления в замкнутойполости 7. Выход усилителя 15 соединяется с вторым, инвертирующнм,входом электронного усилителя 12 ис регистрирующим прибором 26,Стенд работает следующим образом.Тактовые импульсы с генератора16 подаются на вход генератора импульсов произвольной формы 17,блок-схема которого приведена нафиг.2. Тактовые импульсы поступаютодновременно на преобразователь 22и блок памяти 23, Преобразователь22 представляет собой цифровое устройство, на выходах которого образуется цифровая комбинация в двоичном коде, определяемая серией тактовых импульсов на входе. С приходом каждого следующего тактовогоимпульса цифровая комбинация на выходах преобразователя изменяетсяХарактер изменения цифровой комбинации определяется блоком памяти 23,который задает программу обработки.тактовых импульсов.Аналого-цифровой преобразователь24 позволяет получить на выходеэлектрическое напряжение ОВ, величина которого определяется цифровойкомбинацией на входе. При поступленин каждого следующего тактовогоимпульса на вход генератора импульсов произвольной формы происходитступенчатое изменение выходногоэлектрического напряжения П,Ц 2, Б 5(см, временную диаграммуна Фиг.З).Огибающая ступенчато изменяющего"ся напряжения и есть кривая требуемой формы, Задавая с помощью задатчика 25 определенную программу обработки тактовых импульсов, можнолегко изменять форму импульса напряжения на выходе генератора импульсов произвольной формы,Число тактовых импульсов и, формирующих выходной сигнал, задается50из условия обеспечения необходимойточности воспроизведения требуемойформы импульса напряжения, а программа обработки тактовых импульсовзадает Форму импульса в соответст" 55вии с индикаторной диаграммой испытываемого типа двигателя. С приходом и-го импульса генератор импульКоммутатор 21, соединяя данный канал нагружения с выходом любого электронного ключа, позволяет задавать последовательность импульсов управления по различным каналам нагружения 1,2,3,д,М, аналогичную последовательностиработы цилинд. ров испытываемого типа двигателя.Таким образом, задающее устрой"ство 13 позволяет получить по всем. каналам нагружения, количество которых задается равным количеству цилиндров испытываемого блока, электрические сигналы управления в видеимпульсов напряжения, форма которыханалогична индикаторной диаграмме, апоследовательность по различным каналам соответствует порядку работыцилиндров испытываемого типа двигателя.В качестве примера на фиг,5приведена временная диаграмма задания импульсов управления по раз.личным каналам нагружения для вось"мицилиндрового Ч-образного четырехтактного двигателя. Задав на выходе генератора импульсов произволь"ной формы 17 импульсы, аналогичныепо форме индикаторной диаграммеданного двигателя, настраивают распределитель импульсов 19 на восемь выходных каналов (0=8); С помощью коммутатора 2 1 каналы нагружения блока цилиндров 1 соединяютсяс выходами Ц электронных ключей 20в такой последовательности: 01канал 1; О 2 - 5 канал; 03 " 4 каналП 4 - 8 канал; 05 " 6 канал; 06 - 3канал; 07 - 7. канал; 118 -2 канал.Этим обеспечивается последовательность задания импульсов управления но различным каналам нагружения,аналогичная последовательности работы цилиндров на работающем двига"теле,Сигнал управления по каждому каналу нагружения, поступая на первый, прямой, вход электронного усилителя 12, усиливается и подаетсяна обмотку управления электрогидравЛического преобразователя 8. Распределительный золотник последнегокоммутирует выходной канал с напорной или сливной магистралями соответственно знаку электрического сигнала. Величина открытия дроссельнойщели, образованной рабочими кромками золотниковой пары, пропорцио нальна величине электрического сигнала. При этом в.выходном каналеэлектрогидравлического преобразователя. создается поток рабочей жидкости, пропорциональный по мощности 15 входному электрическому сигналу, Врезультате в замкнутой полости А формируется импульс давления, форма которого задается электрическим сигналом управления.20 На второй, инвертирующий, входэлектронного усилителя 12 подаетсясигнал от датчика нагрузки 14, последовательно связанного с усилителем 15. На выходе электронного уси лителя 12 образуется сигнал, пропорциональный разности входных сигналов,который представляет собой "ошибку"(отклонение ) действительной величиныдавления в замкнутой полости А от 30 величины, определяемой задающим уст"ройством. Таким образом, система нагружения выполнена следящей с отритецательной обратной связью, что обеспечивает высокую точность формирова- Я ния импульса давления в замкнутой полости в соответствии с требуемым за"коном. Регистрирующий прибор, связанный40 с выходом усилителя 15, позволяетнаблюдать и записывать нагрузку взамкнутых полостях в процессе про"ведения испытаний,Редак исно Филиал ППП "Патент", г, Ужгород, ул. Проектная, 4 аз 5040/39 Тираж 897 ВНИИПИ Государственного комите по делам изобретений и откры