Способ проверки компрессии двигателя внутреннего сгорания Советский патент 1985 года по МПК G01M15/00 

Изобретение относится к машиностроению, в частности к испытаниям двигателей внутреннего сгорания, и может быть использовано для проверк компрессии цилиндров двигателей и других поршневых машин (компрессор и т. п.) . Известен способ проверки компрес двигателя внутреннего сгорания путе прокручивания коленчатого вала двиг теля от внешнего .-источника энергии постоянной мощности определения параметра, изменяющегося в зависимости от компрессии, и сопоставления его с эталоном l. Однако данный способ не позволяет осуществить проверку за короткий промежуток времени, так ка требуется 20-30 мин для прогрева его от холодного до горячего состояния, что не всегда удобно в условиях заводов, станций технического обслуживания и т.п. Точность способа ограничивается тем, что проверка компрессии может быть . полнена-на реальных двигателях при 150 - 350 об/мин, в то время как наиболее тесная связь ее с частотой вращения коленчатого вала проявляется в диапазоне 0-100 об/мин. Кроме того, применение такого способа ограничивается в основном двигателями с электростартерным пуском, так как пусковые двигатели дизелей в большинстве случаев снабжены автоматическим устройством под держания постоянной частоты прокрутки вала .дизеля. Целью изобретения является повышение точности. Поставленная цель достигается тем, что согласно способу проверки компрессии двигателя внутреннего сгорания путем прокручивания колен чатого вала двигателя от внешнего источника энергии постоянной мощности, определения параметра, изменяю щегося в зависимости от компрессии, И сопоставления его с эталоном, в качестве параметра, изменяющегося в зав,исимости .от крмпрессий принимают разность ускорений коленчатого вала двигателя при декомпрессировании( цилиндров и без него , причем ускоре ние коленчатого вала определяют при его . прокручивании в режиме свободн го ускорения в -диапазона частот О п Пн f где РН- текущая и номинальная частота вращения коленчатого вала. При этом декомпрессируют цилиндр путем д;росселирования воздуха на впуске двигатель, а в качестве разности ускорений принимают разность начальных ускорений коленчатого вала при его прокручивании в режиме свободного разгона из состоя ния покоя до номинальной частоты вращения.. Кроме того, в качестве разности ускорений принимают разность наибольших по абсолютной величине ускорений коленчатого вала при его прокручивании Р режиме свободного замедления. Сущность предлагаемого способа заключается в следующем. При прокручивании коленчатого вала двигателя в неустановившемся режиме (разгоне или замедлении выбеге) от внешнего источника энергии постоянной мощности его мощность расходуется на преодоление момента инерции, потерь на трение в двигателе и на преодоление потерь на сжатие газа. Потери на преодоление момента инерции и трения при поочередных прокрутках коленчатого вала двигателя в одинаковых условиях остаются практически постоянными и поэтому они не оказывак)т влияния на разность величин ускорений коленчатого вала без декомпрессирования и с декомпрессированием цилиндров двигателя. Потери на сжатие газа в цилиндрах зависят от их компрессии (или степени изношенности деталей цилиндро-поршневой группы и неплотностей клапанов). По мере износа цилиндров (уменьшения компрессии) потери на сжатие уменьшаются. Чем меньше компрессии цилиндров, тем меньше происходит изменение потерь на сжатие и тем на меньшую величину изменяется ускорение прокручивания коленчатого вала, и наоборот, На фиг.1 показана зависимости частоты, прокручивания коленчатого вала в режиме разгона и выбега без декомпрессирования и с декомпрессированием горячего двигателя (кривые 1 и 2) пусковое устройство двигателя не имеет автомата ограничения частоты прокрутки, а также зависимости ускорений коленчатого вала на каждой из стадий (кривые 3 и 4); на фиг.2 аналогичные зависимости при наличии у пускового устройства автомата ограничения частоты прокрутки на фиг.З - номограмма для определения компрессии (К) двигателя по разности ускорений ( ле ) коленчатого вала, связанных непосредственно с износом (И). Из з.ависимостей фиг.2 следует, что у таких двигателей нельзя оценить компрессию по частоте вращения коленчатого, вала. Известно, что компрессия двигателя наиболее точно характеризует состояние двигателя на режимах минимальной частоты вращения коленчатого вала. С этой точки зрения измерение ускорений коленчатого вала (начального при разгоне и наибольшего абсолютного при выбеге) в окрестностях нулевойчастоты его вращения обеспечивает повышение точности проверки, приближая ее по точности к проверке с помощью пневматических калибраторов. Последние позволяют оценить износ сопряжений цилиндров примерно в два раза точнее компрессиметра. Зависимости (фиг.1 и 2) подтверждаются следующими конкретными аналитическими выражениями. Момент на коленчатом валу двигателя при неустановившемся режиме прокрутки его внешним источником энергии постоянной мощности при про чих равных, условиях в общем случае может быть представлен зависимостью м MC + Y М.+ YE , (1 где М - момент, передаваемый колен чатому валу двигателя QT внешнего источника энергии Mj., - момент сопротивления двига М ,. теля при установивд1емся ре М(.. жиме прокручивания: общий (суммарный), потерь на тре ние, потерь на сжатие; Y - приведенный момент инерции двигателя; е - ускорение вращения коленчатого вала двигателя. . Поскольку прокрутка коленчатого вала выполняется от внешнего источника энергии постоянной мощности,ве личина момента М на каждой из двух стадий проверки тоже постоянна-я, а так как на каждой из стадий испытывается один и тот же двигатель, то для него момент М,. тоже одинаковый на обеих стадиях .проверки. С учетом этих обстоятельств можно определить разницу ускорений коленчатого вала на первой (g ) и второй ( Е ) стадия прокручивания I, -ii Поскольку на второйстадии прок ручивание осуществляется с.декомпре сированием (Мс г 0) уравнение (2) окончательно принимает вид с - Е, .{3 Как видно из уравнения (3), раз ность ускорений коленчатого вала пр прокрутке его от внешнего источника постоянной мощности зависит только от момента потерь на сжатие, являющегося переменной составляющей момента механических потерь на обеих стадиях испытаний двигателя или,что то же - от компрессии цилиндров двигателя. Из анализа уравнений (1) - (3) v следует, что предлагаемый способ позволяет выделить в процессе двух- , стадийного испытания составляющую момента механических потерь двигателя, зависящую только от компрессии, исключив.при этом влияние других случайных факторов, таких как влияние технического состояния двигателя (заедание, заклинивание, различие в потерях, на трение в связи с разным износным состоянием деталей цилйндро-поршневой группы и т .п.) . Перед испытаниями, двигателей Ь-бЗН и В-240 необходимо построить номограмму для определения компрессии, Для каждого типа двигателей известны зависимости К (U) и соответствующие предельные значения компрессии К и износа Hf, , указанные в технологической документации двигателя, Зависимость К(л ) устанавливают экспериментальным путем для каждого типа (марки) двигателя следующим образом. На новом обкатаннети двигателе сначала определяют номинальную компрессию К„ и соответствующую ей номинальную разность начальных ускорений ЕН. Затем, изменяя регулировку клапанов цилиндра ( приоткрывая их), создают в нем предельную компрессию Кр 0,7 К и определяют соответствующую ей предельную разность ускорений Л€„. Аналогично устанавливают два-три промежуточных значения Kj и определяют соответствующие им разности ускорений . По полученным 4-5 точкам строят функцию К(л6) и устанавливают область допускаемых ее значений. Фигуры БС лЕп (заштрихованные зоны) представляют собой области допускаемых компрессий и разностей ускорений, соответствующие работоспособному состоянию двигателя. Незаштрихованные зоны под кривыми К (и) и K(d.) представляют собой зоны, соответствующие двигателям, требующим ремонта. Проверку компрессии и определение технического состояния двигателя вьшолнягот следующим образом. Поскольку результаты проверки компрессии зависят в значительной степени от температуры моторного масла, уплотняющего при низких температурах сопряжения цилиндрб-поршневой группы, проверку следует- выполнять на горячем двигателе,и поэтому перед проверкой двигатель должен быть прогрет до температуры моторного масла не ниже .Над венцом маховика коленчатого вала устанавливают индуктивный датчик устройства для измерения частоты и ускорений (например,прибора. ИМД-Ц).После этого заводят пусковой двигатель(длц лизелей без электростартерного при необходимости измеряют.его мошность и, включив его муфту сцеп;йг клт.п ь„ ::Sor.S -JS-T.Spo г частоты фиксации ускорения (поряд ка 100 об/мин) электронная схема прибора осуществляет обработку импульсов, поступающих от датчика, .и на табло прибора считывают величину начального Затем осуществляют эту проверку повт рноГно уже с декомпрессированием впускного воздушного трак;Пна двигателе Д-65Н: с помошью декомпрессора, на двигателе Д-240 путем перекрытия возДУха на впуске) и определяют величину ускорения (€,). затем рассчитывают .(Г, го) двигателя Д-65Н ускорение его, коленчатого вала оставило бе| декомпрессирования 11, 1 , с декомпрессированием 18,9 рад/с , а разность ускорений 7,6 ««/ ; при моделировании предельно изношен ного состояния двигателя разность ускорений составила 5,1.рад/ с . 11 9 Результаты испытаний предлагаемого способа сопоставляли с прямым измерением-компрессии. При этом порченные результаты испытаний показали высокую точность предлагаемо го способа, (погрешность не выше 5 - 7%, в то время как для компрессиметра она доходит до 10-15%) . предлагаемый способ обеспечивает ХОРОШУЮ стабильность, данных и удобс во именения, а также сокрашение трудоемкости проверки компрессии двигателя в целом в 15-20 раз по сравнению с компрессиметром ив . .,.е :а Гф% ноТГк ™;|г- -г. г ./Пррла.ае„.«, --с„ ,L. ой. KJrS. ..ИЛИ отдельных групп цилиндров.

1.СПОСОБ ПРОВЕРКИ КОМПРЕС СИИ ДВИГАТЕЛЯ ВНУ1РЕННЕГО СГОРАНИЯ путем прокручивания коленчатого вала двигателя от внешнего источник энергии постоянной мощности, определения параметра, изменяющегося в зависимости от компрессии, и сопоставления его с эталоном, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что, с целью повышения точйости, в качестве пара метра, изменяющегося в зависимости от компрессии, принимают разность ускорений коленчатого вала двигателя при декомпрессировании цилиндров и без него, причем ускорение коленчатого вала определяют при его прокручивании в режиме свободного ускорения в диапазоне частот О п. Пн , - текущая и номинальная частота вращения, коленчатого вала. 2.Способ ПОП.1, отличающийся тем,, что декомпрессируют цилиндры путем дросселирования воздуха на впуске в двигатель. 3.Способ по Й.1, отличающийся тем, что в качестве разности ускорений принимают разность-начальных ускорений коленчатого..вала при его прокручивании в режиме свободного разгона из состояния покоя до. номинальной частоты вращения 4.Способ по n.i, отличаю щ и и с я тем, что в качествераз ности ускорений принимают разность наибольших по абсолютной величине ускорений коленчатого вала при его прокручивании в режиме свободного замедления.