Стенд для исследования цилиндропоршневой группы двигателя внутреннего сгорания
Похожие патенты | МПК / Метки | Текст | Заявка | Код ссылки
Номер патента: 1163182
Авторы: Альферович, Арапов, Мажей, Митин
Текст
СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКРЕСПУБЛИК ФИ) Г; 01 М 150 е двигатеостроение,ИССЛЕДОВАНИЯ ОЙ ГРУППЫ ННЕГО СГОРА- , гильзу, поршень ой и дополнительпо меньшей мере ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТ(71) Институт проблем надежности и долговечности машин АН Белорусской ССР (53) 621.43.001.5 (088.8)(56) 1. Рык Г. М., Тухман Я. С. Определение силы трения поршневой группы дизеля с воздушным охлаждением. - Сборник Двигатели внутреннего сгорания, вып. 31, Харьков, 1981.2. Мо 11 епЬацег Кацз, Вгцсйпег Кацз Вейган гцг Вез 1 иппппд с 1 ез Еицззез чоп Хупсегсгцсс цпс 1 Мо 1 огсгейгаЫ ац 1 се Мо 1 огге 1 Ьцпд МТУ, 1980, 41,6, с. 265 - 2683. Баландин С. С. Бесшатунньли внутреннего сгорания. Машин1968, с. 14, рис. 11.(54) (57) СТЕНД ДЛЯ ЦИЛИНДРОПОРШНЕВ ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕ НИЯ, содержащий корпу с кольцами, шатун, основ ный кривошипные валы80116318 по однои шестерне наружного и внутреннего зацепления, устройство упругой подвески гильзы, датчик осевогв смещения гильзы и регистрирующую аппаратуру, причем гильза подвешена в корпусе через устройство упругой подвески, поршень через шатун связан с дополнительным кривошипным валом, на коренной шейке которого размещена шестерня наружного зацепления, связанная с шестерней внутреннего зацепления, а коренная шейка дополнительного кривошипа размещена в кривошипной шейке основного кривошипа, отличающийся тем, что, с целью повышения достоверности исследований, стенд дополнительно содержит тормозное устройство, соединительное звено и подшипник корпуса, причем радиусы основного и дополнительного кривошипных валов выполнены равными между собой, диаметр шестерни наружного зацепления равен двум радиусам кривошипов, шестерня внутреннего зацепления размещена в подшипнике корпуса, тормозное устройство размещено в корпусе с возможностью взаимодействия с шестерней внутреннего зацепления, а соединительное звЕно связано с кривошипами основного и дополнительного кривошипных валов.Изобретение относится к поршневым машинам, в частности к их,испытаниям, и может быть использовано для исследованияцилиндропоршневой группы дизельных, карбюраторных двигателей, компрессоров, насосов и т.д.Известны стенды для исследования цилиндропоршне вой группы двигателя внутреннего сгорания (ДВС), содержащие корпус, гильзу, поршень с кольцами, шатун,основной кривошипный вал, устройство упругой подвески гильзы, датчик осевого смещения гильзы и регистрирующую аппаратуРУ.В таких стендах перемещение гильзы восевом направлении под действием сил трения регистри руется оптической или инойсистемой измерения. Уплотнение надпоршневого пространства между подвижной в осевом направлении гильзой и головкой цилиндров обеспечивается уплотнительнымикольцами или сильфонными уплотнениями 1.Недостатком данных стендов являетсяотсутствие возможности выделить потери натрение поршневых колец из общих потерьна трение в цилиндропоршневой группе, чтосвязано с наличием боковой силы из-за влияния особенностей работы кривошипно-шатунного механизма.Известны стенды для исследования цилиндропоршневой группы ДВС, содержащиекорпус, гильзу, поршень с кольцами, шатун,основной кривошипный вал, устройство упругой подвески гильзы, датчик осевого смещения гильзы и регистрирующую аппаратуру 2,В таких стендах гильза упруго подвешена в специальном корпусе, который крепится к блоку цилиндров, крышка цилиндров истопорный стержень с эластичным демпфером применены для уменьшения влияниябокового усилия, прижимающего поршень кстенке, на замеры сил трения. При измерении сил трения только колец необходимаразборка установки, в результате которойустанавливается шатун большей длины,крышка цилиндров заменяется направляющей максимально возможной длины, которая воспринимает боковое усилие. Приводустановки осуществляется от постороннегоисточника энергии, при этом происходящиев цилиндре процессы не отвечают условиямработы цилиндропоршневой группы ДВСпри реальных нагрузочных, скоростных итепловых режимах работы.Кроме того, недостатком этих стендовявляется недостоверность результатов исследований вследствие необходимости разборки цилиндро-поршневой группы в период определения составляющих потерь натрение.Известны стенды для исследования цилиндропоршневой группы ДВС, содержащие5 О 15 20 25 30 35 40 45 50 55 корпус, гильзу, поршень с кольцами, шатун, основной и дополнительный кривошипные валы, по меньшей мере по одной шесте рне наружного и внутреннего зацепления, устройство упругой подвески гильзы, датчик осевого смещения гильзы и регистрирующую аппаратуру, причем гильза подвешена в корпусе через устройство упругой подвески, поршень через шатун связан с дополнительным кривошипным валом, на коренной шейке которого размещена шестерня наружного зацепления, связанная с шестерней внутреннего зацепления, а коренная шейка дополнительного кривошипа размещена в кривошипной шейке основного кривошипа 3.Такие стенды не позволяют без дополнительных операций, переделок менять кривошипно-шатунный механизм на штоковый, что снижает эффективность исследований, достоверность результатов,Целью изобретения является повышение достоверности исследований, а именно определения величин, составляющих потери на трение в цилиндропоршневой группе ДВС.Указанная цель достигается тем, что стенд для исследования цилиндропоршневой группы двигателя внутреннего сгорания, содержащий корпус, гильзу, поршень с кольцами, шатун, основной и дополнительный кривошипные валы, по меньшей мере по одной шестерне наружного и внутреннего зацепления, устройство упругой подвески гильзы, датчик осевого смещения гильзы н регистрирующую аппаратуру, причем гильза подвешена в корпусе через устройство упругой подвески, поршень через шатун связан с дополнительным кривошипным валом, на коренной шейке которого размещена шестерня наружного зацепления, связанная с шестерней внутреннего зацепления, а коренная шейка дополнительного кривошипа размещена в кривошипной шейке основного кривошипа, дополнительно содержит тормозное устройство, соединительное звено и подшипник корпуса, причем радиусы основного и дополнительного кривошипных валов выполнены равными между собой, диаметр шестерни наружного зацепления равен двум радиусам кривошипов, шестерня внутреннего зацепления размещена в подшипнике корпуса, тормозное устройство размещено в корпусе с возможностью взаимодействия с шестерней внутреннего зацепления, а соединительное звено связано с кривошипами основного и дополнительного кривошипных валов,На фиг. 1 изображен стенд, продольный разрез; на фиг, 2 - разрез А-А на фиг. 1 (при устранении качательного движения шатуна); на фиг. 3 - поперечный разрез с качательным движением шатуна; на фиг. 4 - вариант конструктивного выполненияпруго подвешенной гильзы цилиндра; на фиг. 5 - конструктивное выполнение тормоза в виде стопоров, работа по кривошипношатунной схеме (передаточное число равно + 1); на фиг. 6 - вариант устройства при заторможенных шестернях 8 и 9 в случае работы по штоковой схеме (передаточное число механизма синхронизации равно -1); на фиг. 7 - вариант применения ленточного тормоза для остановки шестерен 8 и 9 при устранении качательного движения шатуна; на фиг. 8 - разрез Б-Б на фигСтенд содержит поршень 1, шатун 2, перемещающиеся в упруго подвесной гильзе 3, установленной в неподвижном корпусе 4 (фиг. 1 - 3). Нижняя головка шатуна 2 охватывает кривошипную шейку ведомого звена 5, которое жестко связано с шестернями б и 7 одинакового диаметра. Эти шестерни вместе с шестернями 8 и 9 внутреннего зацепления образуют механизм синхронизации вращения ведомого звена 5 и основного кривошипного вала 10. Шестерни 8 и 9 установлены в корпусе 4 таким образом, что обеспечена возможность как фиксации их относительно корпуса 4 в одном случае, так и вращения их с угловой скоростью, равной угловой скорости основного кривошипного вала 10, - в другом. В первом случае передаточное число механизма синхронизации равно + 1, а во втором -1. Перемещение гильзы 3 под действием возникающих сил трения замеряется датчиками 11. В головке цилиндров установлен датчик 12, регистрирующий среднее индикаторное давление. Кроме того, в корпусе 4 установлены датчики 13, с помощью которых проводится термометрирование гильзы. Расстояние от оси коренных шеек ведомого звена 5 до центра нижней головки шатуна равно радиусу кривошипа и составляет 1/4 хода поршня, На ведомом звене 5 и основном кривошипном валу имеются конструктивные элементы, позволяющие производить фиксацию их взаимного положения с помощью соединительного звена 14 (фиг. 3) в положении, когда их радиусы расположены на одной прямой и направлены в одну сторону. Шестерни 8 и 9 связаны с корпусом через тормозное устройство 15. Возможен ввод в конструкцию отключаемой зубчатой передачи, связывающей шестерни 8 и 9 с основным валом 10 с передаточным числом, равным +1 (не показана). Основным требованием к механизму синхронизации движения ведомого звена относительно кривошипного вала является обеспечение передаточного числа между ведомым звеном 5 и основным кривошипным валом 10, равного или -1, или +1.Описанный механизм, состоящий из звеньев 5 - 10, при постоянно неподвижных относительно корпуса шестернях 8 и 9 ввод тормозного устройства 15, позволяющего либо затормозить шестерни 8 и 9, либо обеспечить им свободу, а также введение в конструкцию соединительного звена 14, фиксирующего взаимное положение звеньев 5 и 10, позволяет обеспечить работу устройства как по кри "ошипно-шатунной, так и по штоковой схемам.5Перемещение гильзы цилиндра 3 (фиг. 4)регистрируется тензодатчиками, наклеенными на упругие элементы 16 и 17. Для устранения действия боковой силы на .подвеску гильзы конструкция содержит радиальные упоры 18 и 19, размещенные между блоком 10 и гильзой, а связь опор гильзы с упругимиэлементами 16 и 17 выполнена через шарниры. Винты 20, взаимодействующие с цилиндром и радиальными упорами 18, обеспечивают цЕнтрирование гильзы в цилиндре и регулирование радиальных упоров по мере износа сопряжений в результате эксплуатации, Для устранения посторонних сил трения скольжения между радиальными упорами 8 и 19 и гильзой 3 имеются шаровые опоры 21, закрепленные в сепараторе 22. Для 20 изменения передаточного числа механизмасинхронизации на основном валу 10 установлено соединительное звено 14 (фиг. 3), которое может быть выполнено в виде обоймы, неподвижно установленной относительно основного вала, с помощью которой, а также штифтов 23 и болтов 24 обеспечивается вращение ведомого звена 5 совместно с основным валом (фиг. 5 - 7). Для фиксации положения ведомого звена 5 относительно радиуса кривошипа основного вала 10 на соединительном звене 14 (обойме ) и шестернях 8 и 9 имеются отверстия для установки в них штифтов и болтов. Аналогичные отверстия для штифтов и болтов имеются и в корпусе 4.Изменение передаточного отношения от 35 +1 до -1 осуществляется с помощью тормозного устройства 15, которое, как и соединительное звено 14, может иметь различные конструкции решения. Например, в качестве тормоза применены стопоры в виде штифтов 23 и болтов 24, устанавливаемых в отверстия шестерен 8 и 9 и корпуса 4 или отверстия в неподвижной детали 25, неподвижно связанной с корпусом (фиг. 5).В этом случае передаточное отношение механизма синхронизации равно -1, работа 45 осуществляется по штоковой схеме.В варианте конструкции предлагаемогоустройства с ленточным тормозом (фиг. 7 и 8) тормозная лента 26 при включении тормоза зажимает поверхности шестерен 8 и 9.Устройство работает следующим образом.Перед работой гильзу 3 устанавливаютстрого вертикально, обеспечив заданный зазор между хвостовиками составных частей гильзы с помощью регулируемых упоров и 55фиксируют начальные положения тензодатчиков. При работе составная часть гильзы 3 перемещается вдоль оси под действием силытрения, возникающей между гильзой и порш 116318230 35 нем с кольцами. При рабочем ходе поршень 1 перемещается вниз и воздействует на шатун 2, нижняя головка которого приводит во вращение ведомое звено 5 с угловой скоростью й. Шестерни 6 и 7, вращаясь вместе с ведомым звеном, начинают обкатываться по неподвижным шестерням 8 и 9, что, в свою очередь, вызывает вращение кривошипного вала 10 с угловой скоростью Ю. Ведомое звено 5 получает сложное вращательное движение, при котором ось кривошипной шейки совершает прямолинейное возвратно-поступательное движение (фиг. 2) при передаточном числе механизма, равном -1. Указанное достигается фиксацией шестерен 8 и 9 относительно корпуса. Неподвижность шестерням 8 и 9 обеспечивают тормоза-стопоры, установленные в отверстиях шестерни 9 и детали 25 (фиг. 6) или включением ленточного тормоза (фиг. 7). При устранении качательного движения шатуна 2 на гильзу 3 цилиндра воздействует только сила трения поршневых колец. При необходимости замера суммарной силы трения поршня и поршневых колец устройство переключается на работу по обычной кривошипно-шатунной схеме следующим образом. 11 ри положении поршня в н.м.т. или в,м.т., когда радиусы осей ведомого звена 5 и основного кривошипного вала 10 лежат на одной прямой и направлены в одну сторону, взаимное положение основного кривошипного вала 10 и ведомого звена 5 фиксируется с помощью соединительного звена 14 и обеспечивается возможность свободного вращения шестерен 8 и 9 за счет отключения тормозного устройства 15,В варианте конструкции тормоза (фиг. 5) штифты 23 устанавливаются в отверстия деталей 9 и 14, что обеспечивает их неподвижное соединение. В этом случае ведомое звено 5 в соответствующем положении закрепляется на звене 14 основного вала 10, а шестерни 8 и 9 свободно вращаются в подшипниках корпуса.При совершении рабочего хода поршень 1 через шатун 2 воздействует на ведомое звено 5, которое начинает вращаться за одно целое с основным кривошипным валом 10 с угловой скоростью Ю, а центр кривошипной шейки ведомого звена 5 описывает окружность радиуса, равного половине хода поршня, Передаточное число механизма синхронизации равно + 1, работает устройство по кривошипно-шатунной схеме.Тензодатчик 11, установленный на упругих элементах подвески гильзы цилиндров, регистрирует осевое перемещение гильзы под действием силы трения и подает сигнал на записывающее устройство. Установленный в головке цилиндра датчик 12 дает информацию об изменении давления газов цилиндра. Термопара 13 обеспечивает контроль теплового состояния цилиндропоршневой группы.В сравнении с известным предлагаемое устройство позволяет производить замеры на работающем ДВС, разделить потери на трение в цилиндропоршневой группе на составляющие; замерить потери на трение на всех требуемых скоростных и нагрузочных режимах, а также повысить достоверность измерений составляющих сил трения в цилиндропоршневой группе в связи с возможностью трансформирования кривошипно-шатунного механизма в штоковый, и наоробот, без разборки цилиндропоршневой группы.ка Составитель Н. ПатрахТехред И. ВересТираж 897Государственного комитета елам изобретений и откры сква, Ж - 35, Раушская на Патенчь, г. Ужгород, ул. дактор Т. Кугрышеваказ 4096/41ВНИИПИпо д113035, МФилиал ППП льцевКорректорПодписноеСССРийд. 4/5роектная, 4
СмотретьЗаявка
3510286, 09.11.1982
ИНСТИТУТ ПРОБЛЕМ НАДЕЖНОСТИ И ДОЛГОВЕЧНОСТИ МАШИН АН БССР
АЛЬФЕРОВИЧ ВЛАДИМИР ВИКЕНТЬЕВИЧ, МАЖЕЙ АЛЛА СЕМЕНОВНА, МИТИН БОРИС ЕФИМОВИЧ, АРАПОВ АЛЕКСАНДР НИКОЛАЕВИЧ
МПК / Метки
МПК: G01M 15/00
Метки: внутреннего, группы, двигателя, исследования, сгорания, стенд, цилиндропоршневой
Опубликовано: 23.06.1985
Код ссылки
<a href="https://patents.su/8-1163182-stend-dlya-issledovaniya-cilindroporshnevojj-gruppy-dvigatelya-vnutrennego-sgoraniya.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентов СССР">Стенд для исследования цилиндропоршневой группы двигателя внутреннего сгорания</a>
Предыдущий патент: Способ оценки технического состояния подшипников
Следующий патент: Стенд для испытания подвески гусеничной машины
Случайный патент: Штамм вируса оспы крыс n 1, активный по отношению к крысам