СПОСОБ ИСПЫТАНИЯ ПОДШИПНИКОВ СКОЛЬЖЕНИЯ КОЛЕНЧАТОГО ВАЛА ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ Российский патент 1995 года по МПК G01M13/04 

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в автомобильной, авиационной, тракторной промыш- ленности и др.

Известен способ измерения положения вала в подшипнике и зазора в собранном подшипнике посредством измерения электропроводности масляной пленки для качественной оценки образования жидкостного трения. При этом используют индуктивные датчики. Из-за больших габаритов датчиков и чувствительности к изменениям температуры их применяют для измерения смещений валов ограничено.

Известен также способ испытания подшипников скольжения коленчатого вала двигателей внутреннего сгорания посредством определения толщины масляной пленки в подшипнике скольжения с использованием емкостного датчика. Одной обкладкой конденсатора служит поверхность вкладыша подшипника, а другой стальной стержень (электрод) в изоляционных керамических и резьбовых втулках. Конденсатор соединяется с контурами высокочастотных генераторов частотного модулятора. При смещениях коленчатого вала меняется емкость конденсатора, модулируется частота генератора, а затем детектируется и выводится в виде сигнала постоянного тока, модулированного по напряжению, на осциллографы. Для учета местных температурных и силовых перемещений в подшипнике устанавливают несколько датчиков по окружности и по длине шеек коленчатых валов.

Целью изобретения является повышение эффективности путем снижения трудоемкости и повышения достоверности результатов испытаний.

В предлагаемом способе испытания подшипников скольжения коленчатого вала двигателей внутреннего сгорания вкладыши выполняются из стали без антифрикционного слоя с размерами, соответствующими размерам применяемых на двигателе вкладышей. В этом случае касание поверхностей вкладыша и вала при отсутствии гидродинамической смазки четко проявляется в повышении температуры вкладышей и по состоянию соприкасающихся поверхностей. Для исключения касания в момент пуска и останова в подшипники, от постороннего источника под давлением (около 10 кгс/см²) подается охлажденное до температуры минус 30-50^оС масло, применяемое для смазки двигателя, а декомпрессионным механизмом значительно уменьшаются нагрузки от газовых сил. После выхода двигателя на рабочие режимы при отсутствии гидродинамической смазки в подшипниках коленчатого вала для исключения разрушения двигателя подача охлажденного масла может продолжаться в необходимом количестве.

При наличии гидродинамической смазки достаточность запаса по минимальной толщине масляной пленки определяется подачей в масло дозированного количества загрязнителя с известным дисперсионным составом.

На чертеже показана принципиальная схема стенда для испытания подшипников коленчатого вала по предлагаемому способу.

Коленчатый вал 1 имеет коренные 2 и шатунные 3 подшипники скольжения, в состав которых входят шатунные вкладыши 4 и коренные вкладыши 5. Из поддона 6 масло через маслозаборник 7 масляным насосом 8 подается в главную масляную магистраль 9 и далее в коренные и шатунные подшипники.

Очистка масла производится полнопоточным фильтром 10, поддержание необходимой температуры масла обеспечивается теплообменником 11. Регенерация масла производится фильтром 12, подключенным через дроссель 13. При загрязнении полнопоточного фильтра 10 для устранения масляного голодания подшипников масло перепускается через клапан 14. Подача охлажденного масла производится от параллельного контура. Из поддона 6 масло через маслосборник 15 масляным насосом 16 через полнопоточный фильтр 17 с предохранительным клапаном 18 подается в охладитель 19 жидкости, где его температура понижается до минус 30-50^оС. Необходимое соотношение в подаче горячего и охлажденного масла обеспечивается обратными клапанами 20 и 21 с дистанционным управлением. Подача загрязнителя в масло проводится из дозатора 22 через обратный клапан 23 с дистанционным управлением.

Замер температуры вкладышей производится термометрами, электрические сигналы с которых по линиям 24 и 25 передаются в командно-измерительную систему 26.

Испытания проводятся следующим образом.

Включается декомпрессионный механизм на двигателе внутреннего сгорания. Подшипники коленчатого вала прокачиваются охлажденным до температуры минус 30-50^оС маслом в течение 5-10 мин. Не останавливая прокачку охлажденного масла, постепенно выводят двигатель на минимальные обороты холостого хода стендовой балансирной машиной. Выдерживают двигатель на этих оборотах в течение 20-30 мин, постепенно переводя смазку двигателя с холодного масла на горячее. Выключается декомпрессионный механизм, и выдерживают на этом режиме двигатель 20-30 мин. Двигатель на оборотах холостого хода переводится на горячий режим и выдерживается на нем 20-30 мин. Попеременно двигатель выводится на все режимы его работы и на каждом выдерживается 20-30 мин с подачей в подшипники загрязнителя с известным дисперсным составом.

Двигатель переводится на холодный режим с включением декомпрессионного механизма и подачей только охлажденного масла. Не выключая прокачки охлажденным маслом, двигатель постепенно останавливается.

Контроль за состоянием подшипников осуществляет командно-измерительная система 26. Наличие нормальной температуры вкладышей (не более 150^оС) свидетельствует об обеспечении гидродинамической смазки, превышение этой температуры о наличии граничной смазки. Устранение граничной смазки при испытаниях осуществляется за счет подачи необходимого количества охлажденного масла. При лавинообразном нарастании температуры подшипников двигатель аварийно останавливается.

При разборке двигателя, исследуя вкладыши подшипников коленчатого вала и сопряженных деталей, устанавливают наличие и отсутствие перегрева, степень нарушения гидродинамической смазки, а также причины нарушения. При этом могут быть оценены конструкции вкладышей, шатунов, блоков цилиндров, коленчатых валов, системы смазки, а также качество применяемого масла.

Технико-экономическая эффективность заключается в сокращении сроков освоения новых двигателей, уменьшении трудоемкости проектно-исследовательских работ, повышении надежности и долговечности двигателей.

Использование: автомобильная, авиационная и тракторная промышленности. Сущность изобретения: подшипники скольжения выполняют из стали с рабочими геометрическими размерами. В момент пуска и останова двигателя в подшипники подают охлажденное масло под давлением. На рабочем режиме измеряют температуру вкладышей, определяя по ее повышению отсутствие гидродинамической смазки. В смазку может подаваться дозированное количество загрязнителя с известным дисперсным составом. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. СПОСОБ ИСПЫТАНИЯ ПОДШИПНИКОВ СКОЛЬЖЕНИЯ КОЛЕНЧАТОГО ВАЛА ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ, включающий контроль за наличием гидродинамической смазки, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности путем снижения трудоемкости и повышения достоверности результатов испытаний, в подшипники устанавливают стальные вкладыши без антифрикционного слоя с рабочими геометрическими размерами, соответствующими размерам применяемых в двигателе вкладышей, в момент пуска и останова двигателя в подшипники подают охлажденную смазку под давлением, а на рабочем режиме измеряют температуру вкладышей, определяя по ее повышению отсутствие гидродинамической смазки. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в состав смазки включается дозированное количество загрязнителя с известным дисперсным составом.