Стенд для испытания поршня с автоматическим регулированием степени сжатия Советский патент 1988 года по МПК G01M15/00 

теля 10 позволяет повысить верхний предел т-ры гильзы цилиндра- и оболочки поршня практически до действительных т-р, соответствующих нагрузочным режимам двигателя. Отключение и включение нагревателя в моменты работы стенда дает возможность моделировать переходные режимы работы дизеля. Между оболочкой поршня и нагревателем 10 установлен демпфер, состоящий из пр5ткины 27 и регулировочной гайки 28. Демпфер служит для имитации давления сгорания, а также позволяет моделировать механическую .нагрузку на оболочку. Стенд оборудован водяной и воздушной системами охлаждения, соединенными трубопроводами с гильзой. В водяную систему входят электродвигатель, на сое и водяной бак, а воздушную - электродвигатель с вентилятором. 3 ил.

Изобретение позволяет расширить функциональные возможности стенда. На крышке 7, установленной на гильзе 8 цилиндра, установлен оптический нагреватель 10, выполненный в виде пакета инфракрасных ламп накаливания с иллюминатором 9 для рассеивания теплового потока. Установка нагрева- (Л // 2В 14)

1

Изобретение относится к двигателе- строению, в частности для испытаний поршней дизеля, автоматически регулирующих степень сжатия (ПАРСС) и является усовершенствованием устройства по авт. св. № 1193490.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей стенда.

На фиг. 1 приведена схема стенда} на фиг. 2 - поршень с элементами изменения степени сжатия и оптическим нагревателем; на фиг. 3 - схема устройства для исследования параметров поршня.

Стенд состоит из электродвигателя 1 постоянного тока, на вал которого надет кулачок 2, упора 3, жестко закрепленного на балке 4, служащей ля преобразования вращательного вижения кулачка 2 через ось 5 в поступательное движения основания ПАРСС, прижимного устройства 6, обеспечивающего контроль кулачка 2 с упором 3, крьш1ки 7, установленной на гильзе 8 цилиндра, иллюминатора 9 из оптически прозрачного материала, оптического нагревателя 10, выполненного в виде пакета кварцевых инфракрасных амп накаливания, например, с йодным циклом, насоса 11 высокого давления, Служащего для подачи масла через каналы в основании ПАРСС в заколечные объемы и верхнюю и нижнюю рабочие олости по трубопроводу 12 высокого авления, пропускного органа 13, электронагревателя 14 для привода насоса 11, соединительного трубопровода 15, масляного бака 16, откачиF

вающего насоса 17 и электронагревателя 18 для его привода, а также поддона 19, нижней 20 и верхней 21 вставок, основания 22 ПАРСС, оболоч- 5 ки 23, шатуна 24, по зшневого пальца 25, уплотнительных колец 26, демпфера, состоящего из пружины 27 для имитации давления газов в цилиндре и регулировочной гайки 28, авто номных водяной 29 и воздушной 30 систем охлаждения гильаы и цилиндра 8. Стенд содержит устройство для исследования параметров поршня, включающего датчики 31, блок 32 сбора и преобразования информации, свя- ;зующее звено в виде двух последовательно соединенных конденсаторов 33 и 34, регистрирующее устройство 35. Автономные системы охлаждения вклю чают: водяная - водяной бак 36, водяной насос 37, электродвигатель 38 постоянного тока, цилиндр 3 с водяной рубашкой охлаждения и трубопроводы 40} воздушная - вентилятор 41, электродвигатель 42 постоянного то- ,ка, цилиндр 43 с оребрением и трубопроводы 44. Электродвигатель и соединительные элементы установлены на специальной платформе 45, жестко связанной с фундаментом с целью предотвращения нежелательных вибраций, возникающих при высоких.скоростях вращения вала электродвигателя 18. Стенд работает .следующим образом.

5 Балка 4 (фиг. 1 и 2), на одном конце которой жестко закреплен упор 3, через ось 5 преобразует вращательное движение кулачка 2, закрепленно5

0

го на валу электродвигателя 1, в поступательное движение основания 22 ПАРСС. Необходимое по величине максимальное усилие сжатия пружины 27, имитирующее давление сгорания, регулируется гайкой 28. Применение упругой пружины обусловлено необходимостью свободного прохождения тепловых лучей от оптического нагревателя 10 к ПАРСС. К этом её преимущество по сравнению, например, с гидравлическим демпфером.

Профиль кулачка 2 и соотношение плеч балки 4 выбираются на основании результатов обработки замеров перемещений оболочки на соответствующих режимах работы ДБС: номинальном - при проведении ускоренных ресурсных испытаний ПАРСС, или частичных - при исследовании влияния режимов на износ деталей.

Для обеспечения надежного контакта кулачка 2 с упором 3 между балкой 4 и поддоном 19 установлено прижимное устройство 6, состоящее из направляющей и пружины. Жесткость пружины регулируется гайкой. Масло в заколечные объемы уплотнительных колец 26 и верхнюю рабочую полость подается по трубопроводу 12 высокого давления насосом 11 высокого давления из бака 16 через шатун 24, поршневой палец 25 и каналы в основании 22 ПАРСС. Отработавшее масло стекает в поддон 19, откуда откачивающим насосом 17 по трубопроводу 15 подается вновь в бак 16. Насос 11 высокого давления и откачивающий насос 17 работают от электродвигателей 14 и 18.

При моделировании тепловой нагрузки нагрев ПАРСС и гильзы осуществляется через иллюминатор 9 оптическим нагревателем 10. Перераспределитель теплового потока выполняется на иллюминаторе 9 путем зачернения иллюминатора, что достигается применением суспензии сажи в четыреххлористом углероде или жидком стекле. При использовании зачернения иллюминатор 9 должен охлаждаться, например,путем обдува воздухом. Выполняя чернение на иллюминаторе 9 с различной проницаемостью для излучения, обеспечивают перераспределение теплового потока к ПАРСС и гильзе 8 в соответствии с программой испытаний.

686914

На ПАРСС установлены датчики 31 (фиг. 3), сигналы с которых поступают в блок 32 сбора и преобразования с информации и преобразованные в высокочастотные сигналы передаются через конденсаторы 33 и 34 постоянной емкости к регулирующему устройству 35.

При водяном охлаждении вода из 10 напорного бака 36 по трубопроводу 40 поступает к гильзе 8 и затем отводится в канализацию.

Для выявления оптимального режима

тепловоотвода предусмотрена возмож- 5 ность замены цилиндра 39 с водяной рубашкой охлаждения (фиг. 2) ореб- ренным цилиндром 43 для воздушного охлаждения при помощи вентилятора 41, создающего воздушный поток.

20 I

Режим работы стенда характеризуется изменением частоты вращения кулачка (1,0-50 ), перемещения поршня относительно оболочки (025 10 мм), давления масла в заколечных объемах уплотнительных колец и рабочих полостях ПАРСС (1,0-1,5 МПа), температуры масла в магистрали (20- 100 С), температуры воды в водяной

30 системе охлаждения (20-80 С). температуры воздуха в воздушной системе охлаждения (20-30 с) и рабочих температур деталей ЦПГ (100-350 С). Использование на стенде оптичес35 кого нагревателя позволяет повысить верхний предел температуры гильзы цилиндра и оболочки поршня практически до действительных температур, соответствующих нагрузочным режимам

40 работы дизеля, в том числе переходным режимам, и исследовать в стендовых условиях тепловой режим и граничные условия работы элементов ЦПГ в широком диапазоне варьирования па45 раметров с повьшенной точностью и наименьшими затратами.

Отключение (включение) оптического нагревателя в момент работы стенда дает возможность моделировать пеQQ реходные режимы работы дизеля, дополнительно расширяя потенциальные возможности стенда.

Разработка демпфера для имитации давления сгорания в виде пружины и

55 регулировочной гайки не только обес- печивает взаимное перемещение оболоч-, ки относительно основания ПАРСС для исследования сил трения уплотнительных колец в нижнюю вставку и их эффекта уплотнения практически при любых давлениях масла в верхней рабочей полости поршня при одновременной работе перепускного органа, но и позволяет моделировать механическую нагрузку на оболочку, а следовательно, и ее механическую напряженность. Возможность повышения давления в верхней рабочей полости позволяет осуществлять ее питание маслом непосредственно через каналы в основании ПАРСС.

Формула изобретения

Стенд для испытания поршня с автоматическим регулированием степени сжатия по авт. св. № 1193490, отличающийся тем, ЧТО-, с

1368691в

целью расширения функциональных возможностей, стенд дополнительно содержит установленный на крьш1ке и соединенный с гильзой оптический

нагреватель, выполненный в виде пакета инфракрасных ламп накаливания с иллюминатором для рассеивания теплового потока, демпфер для имитации

10 давления сгорания, установленный между оболочкой поршня и оптическим нагревателем и состоящий из пружины и регулировочной гайки, водяную и воздушную системы охлаждения, соеди15 ненные трубопроводами с гильзой, причем водяная система содержит . электродвигатель, насос и водяной бак, а воздушная - электродвигатель . с вентилятором.

п

W

72

Ь

/7

15 Bi

18

19 5

нагреватель, выполненный в виде пакета инфракрасных ламп накаливания с иллюминатором для рассеивания теплового потока, демпфер для имитации

давления сгорания, установленный между оболочкой поршня и оптическим нагревателем и состоящий из пружины и регулировочной гайки, водяную и воздушную системы охлаждения, соединенные трубопроводами с гильзой, причем водяная система содержит . электродвигатель, насос и водяной бак, а воздушная - электродвигатель с вентилятором.

.

zL

Фиг.1

Фи.З