Установка для вибрационных испытаний двигателя внутреннего сгорания

(5)5 ОПИ РЕТЕНИюнв ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИПРИ ГКНТ СССР АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(54) УСТАНОВКА ДЛЯ ВИБРАЦИОННЫХ ИСПЫТАНИЙ ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ(57) Изобретение относится к машиностроению, может быть использовано при вибрационных испытаниях деталей кривошипно-шатунного механизма двигателей внутреннего сгорания, позволяет повысить точность и сократить трудоемкость испытаний. Установка содержит двигатель 1 внутреннего сгорания, электродвигатель 5, нагрузочное устройство 6, причем электродвигатель соединен с коленчатым валом двигателя с помощью гибкого вала 8, а на 1672259 А грузочное устроиство 6 - соединительнои муфтой 9, Двигатель 1 имеет картер 10, поршень 11, шатун 12, подшипники 13 коленвала, противовесы и маховик 15, Перед каждым циклом испытаний на двигатель устанавливают заданный комплект поршней 11, шатунов 12, коленчатых валов 13, регулируют эксцентриситет отверстий под поршневой палей и положение центров массы шатунов при помощи изменения положения грузов и числа прокладок, и также собирают размерную цепь двигателя для проведения испытаний. затем осуществляют основные режимы работы установки по заданной программе. При этом выполняются оценка и определение фактического спектра вибраций двигателя, вибрационные испытания двигателя в зависимости от конструктивных параметров деталей кривошипно-шатунного механизма и выявление оптимального варианта конструкции.7 з.п.ф-лы, 28 ил, 16722595 10 с учетом различного перекрытия и диэмет 20 40 45 50 Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано при вибрационных испытаниях деталей кривошипно-шатунного механизма в процессе их разработки.Цель изобретения - повышение точности и сокращение трудоемкости испытаний.На фиг,1 представлена установка, общий вид; на фиг.2 - картер, поперечный вид; на фиг.З - то же, вид сбоку; на фиг.4 - то же, вид сверху; на фиг.5 - схема испытания поршня с учетом различных факторов, на фиг,6 - схема испытания коленчатых валов ров шеек; на фиг.7 - схема коленчатого вала с отрицательным перекрытием шеек; на фиг,8 - схема коленчатого вала с нулевым перекрытием шеек; нэ фиг.9 - схема коленчатого оалэ с положительным перекрытием шее к; на фиг,10 - 12 - шейки коленчатых валов с положительным, нулевым и отрицательным перекрытиями шеек соответственно; на фиг.13 - 15 - коренные шейки коленчатых валов соответственно 01 = б; б 1б и б 1б; на фиг.16-19 - шатунные шейки коленчатого вала соответственно при б 1 = б; б 1б и б 1б: на фиг.20 - шатуны с кривизной; на фиг,21 - шатуны составные; на фиг,22 - шатун специальный с противовесами и грузамиа.имметричным расположением центров масс; нэ фи-,23 - оэзреэ А-А на фиг 22; нэ фиг.24-26 - комплект коренных подшипников с внутренними диаметрами А 1, А 2 и Аз; на фиг.27 - картер, втулка и крышка цилиндров, поперечный разрез; на фиг.28 - то же, вид сверху.Установка содержит малоразмерный двухтактный двигатель 1 внутреннего сгорания (фиг.1) с внешним смесеобрэзованием и контурной поперечной щелевой бесклэпанной продувкой 2 с эксцентричным расположением окон 3 на стрелке 4, приводной электродвигатель 5. нагрузочное устройство 6. Приводной электродвигатель 5 соединяется с коленчатым валом 7 двигателя 1 с помощью гибкого вала 8, а нагруэочное устройство 6 - соединительной муфтой 9, двигатель имеет картер 10, поршень 11, шатун 12, подшипники 13 коленчатого вала, противовесы 14 и маховик 15.Картер выполнен в форме цилиндра и усечен по хорде в верхней части и образую цей плоскость (полку) 16 (фиг,2). На поперечной плоскости картера с двух его сторон вы оолнены резьбовые отверстия 1/ для крепления крышек картера (не показаны),Пазы 18, выполненные по форме ласточкина хвоста (фиг.З) на полке 16 картера,25 30 35 позволяют ээкрепить цилиндровую втулку 4 (фиг,1) как со смещенной осью вправо или влево по отношению к оси коленчатого вала (фиг.1), так и без смещения,Для обеспечения хода поршня в цилиндре нижняя часть втулки может быть установлена по отношению горизонтальной плоскости 16 (фиг.2) картера на различных глубинах. Для этого в горизонтальной плоскости картера выполнено отверстие 19 (фиг.4) в форме эллипса для обеспечения установки цилиндровой втулки вправо и пи влево по отношению к оси коленчатого вала.Щека выполнена прямоугольной формы с двумя отверстиями 20 диаметром б 1 для закрепления шатунной и коренной шеек (фиг,1 З - 19).Фиксация (установз) шейки в щеке с достаточной жесткостью обеспечивается зэ счет наличия в щеке разрыва 21 и крепежного элемента 22. Шатунная шейка (фиг.19) для обеспечения сборки коленчатого вала с отрицательным перекрытием (фиг,12) имеет выборку 23 (лыска полукруглая) с двух сторон, Диаметр б шатунной и коренной шеек в местах 24 для крепления их в щеках равен диаметру б 1(отверстия в щеке). В щеках предусмотрены также резьбовые гнезда (не показаны) для крег ления противоьесоэДля вибрационного испытания кривошипно-шатунного механизма (КШМ) с учетом демпфирования ударов и механических колебаний, возникающих в КШМ при движении, стержень 25 шатуна выполнен с кривизной (фиг,20), Для учета влияния длины предусмотрены возможность замены стержня 26(фиг,21) шатуна с верхней (поршневой) головкой 27 на стержень другой длины или установка между стержнем 26 и нижней (кривошипной) головкой 28 набора прокладок 29,Шатун в сборе с грузами состоит из верхней (поршневой) 30 и нижней (кривошипной) 31 головок, стержня 32 с отверстиями, расположенными по длине шатуна параллельно осям поршневой и кривошипной головок. В зти отверстия с обеих сторон вставленырузы 33-36 с асимметричным расположением центров масс, которые снабжены болтом 37, гайкой 38 и шайбой 39 для обеспечения удержания грузов на стержне 32 шатуна от выпадания и вращения, Для установки грузов 33-36 в нужное положение вокруг каждого отверстия стержня нанесены (накернены) несколько меток (не показаны).С наружной стороны каждого груза ЗЗ " асимметричным расположением цент1672259 перемещаться по высоте стакана 43 и контрится гайкой 45. 40 45 50 55 ра массы предусмотрены ступенчатые выступы 40 и 41. Кривошипная головка имеет резьбовые отверстия, пластины (пакет пластин) 42 и средства для крепления их в отверстиях в различных комбинационных вариантах.Универсальность картера достигается за счет цилиндрической части, выполненной по размеру, соответствующему траектории движения кривошипа с положительными перекрытиями шеек (фиг.9) и шатуна с максимальной длиной (фиг.21). а также отверстия под комплект коренных подшипников, В комплекте коренные подшипники (фиг.24-26) отличаются тем, что внутренние диаметры их А 1, А 2 и Аэ выполнены равными диаметрам коренных шеек (фиг.14 и 15) соответственно, а наружный диаметр соответствует размеру В в крышке картера 10 (фиг,27).При наличии такого комплекта подшипников исключается необходимость замены картера и его крышек.При испытании КШМ с различными перекрытиями шеек коленчатого вала и длинами шатунов цилиндр для каждого случая испытаний должен крепиться таким образом. чтобы не препятствовать движению КШМ,Устройство состоит из специального стакана 43 с фланцем 44, внутри которого нарезана резьба по всей длине. Такая же резьба нарезана в нижней части поверхности втулки цилиндра. Фланцем 44 стакан 43 крепится с помощью крепежного элемента (фиг,32) в пазах 18 на горизонтальной плоскости 16 картера 10,Втулка 4 цилиндра имеет воэможность На втулку 4 цилиндра на регулировочных прокладках 46 устанавливается крышка 47. Регулировочные прокладки 46 обеспечивают возможность перемещения крышки 47 в зависимости от размеров испытуемых деталей КШМ, Фланец 44 снабжен отверстиями 48, соосными с пазами 18.Установка работает следующим образом,Перед каждым циклом испытаний на двигатель 1 последовательно устанавливают заданный комплект поршней 11. шатунов 12, коленчатых валов 13, регулируют зксцентриситет отверстий под поршневой палец, положение центров массы шатунов при помощи изменения положения грузов 33-36 и числа прокладок 29, смещают ось втулки 4 цилиндра относительно оси коленчатого вала 13, перемещая фланец 44 со 10 15 20 25 30 35 стаканом 43 по пазам 18, в щеки 21 коленчатого вала устанавливают шатунные и коренные шейки заданного диаметра.устанавливают положение крышки 47 относительно втулки 4 цилиндра, изменяя число прокладок 46, устанавливают положениевтулки 4 в стакане 43.Затем осуществляют основные режимыработы установки, которыми являются;работа испытуемого КШМ двигателя 1на топливе беэ нагрузки, при этом электродвигатель 5 отсоединен от двигателя внутреннего сгорания;прокрутка испытуемого кривошипношат,нного механизма двигателя 1 от приводного электродвигателя 5 с помощьюгибкого вала 8;прокрутка коленчатого вала 7 от электродвигателя 5 при отсоединенной шатуннопоршневой группе,Предлагаемая установка может применяться также для решения и других задачдинамики ДВС, например для испытанийна парциальные крутильные, осевые. изгибные, попарно парциальные, связанныеили пространственные (крутильно-изгибноосевые) колебания, испытаний гасителейколебаний (демпферов, антивибраторов ит д ) уравновешивания и т дПри этом выполняются:оценка и определение фактическогоспектра вибрации двигателя;вибрационные испытания двигателя сучетом конструктивных, геометрических идинамических факторов беэ осуществления замены основных неподвижных деталей,выявление оптимального вариантаконструкции деталей двигателя в зависимости от минимального уровня шума ивибрации,Ф ормула изобретения 1. Установка для вибрационных испытаний двигателя внутреннего сгорания, содержащая двигатель внутреннего сгорания, снабженный картером с крышками, втулкой и головкой цилиндра, поршнем, шатуном, коленчатым валом с подшипниками, противовесами и маховиком, а также приводное и нагрузочное устройства, соединенные с двигателем при помощи валов, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения точности и сокращения трудоемкости, картер выполнен цилиндрической формы с плоскостью в верхней части и эллипсовидным отверстием, на которой размещен стакан с фланцем, причем на внутренней поверхности стакана выполнена резьба по всей высоте, 1672259во фланце и верхней плоскости картера выполнены соответственно соосные пазы и о верстия, обеспечивающие возможность горизонтального перемещения стакана с фланцем относительно картера в плоскости, перпендикулярной оси коленчатого вала, а втулка цилиндра снабжена резьбой в нижней части и установлена в стакане с возможностью перемещения по оси.2. Установка по п.1. о т л и ч а ю щ а яс я тем, что между крышкой и втулкой цилиндра дополнительно установлены регулировочные прокладки, обеспечивающие перемещение крышки относительно втулки.3. Установка по п.1, о т л и ч а ю щ а яс я тем, что коленчатый вал выполнен составным со щеками прямоугольной формы, причем щеки снабжены двумя отверстиями и прорезями для установки сменных шатунных и коренных шеек.4. Установка по п.1, отл и ч а ю щаяс я тем, что крышки картера снабжены17 1 б фланцами г отверстиями для установкисменных подшипников и коленчатых валов,5. Установка по п.1, от л ич а ю ща я 5 с я тем, что поршень снабжен сменнойвставкой с эксцентричным отверстием подпалец с грузом заданной массы, причем груз, размещен в соответствии с эксцентриситетом отверстия,10 6.установка поп.1,отличающаяс я тем, что стержни шатуна выполненызаданной кривизны.7, Установка по п.1, о т л и ч а ю щ а яс я тем, что шатун выполнен сборным и15 снабжен прокладками, установленнымимежду нижней головкой и стержнем, причем стержень снабжен отверстиями дляустановки грузов с асимметричными центрами масс.20 8, Установка поп.1, отл ича ю щаяс я тем, что соединительный вал между приводным устройством и двигателем выполнен гибким.18 М1672259 иг Фиг.г 5 ОГ 3 ФыУ 7 актор Л. Грати тельский комбинат "Патент", г, Ужгород гарина. 101 роизводствен А 35 4-4 Я З 52оставитель В. Лобановехред М.Моргентал Корректор О. Кравцова аказ 2831 Тираж 336 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ ССС113035, Москва. Ж, Раушская наб., 4/5