Стенд для испытания на усталость блока цилиндров двигателя внутреннего сгорания Советский патент 1990 года по МПК G01M15/00 

Изобретение относится к машиностроению, в частности к двигателестро- ению, и предназначено для испытания на усталость блоков цилиндров двигателей внутреннего сгорания от действия циклических нагрузок, аналогичных создаваемым силами давления рабочих газов в цилиндрах.

Целью изобретения является повышение эффективности, путем оценки прочности каждой межципиндровой перегородки блока в отдельности для обеспечения их равнопрочности при сохранении условий реального нагружения.

На фиг.1 показан стенд для испытания на усталость блока цилиндров двигателя внутреннего сгорания;на фиг.2 - . то же, для испытания блока цилиндров, разрез; на фиг.З - поперечная перегородка блока цилиндров двигателя с тензорезисторами для определения напряжений.

Стенд для испытания на усталость блока цилиндров 1 двигателя внутреннего сгорания содержит средство крепления межцилиндровых перегородок 2 к нагружателю, включающее тягу 3 с установленной в ней осью 4 ,шш связи

ел

О5 00 4 Ј

с перегородкой 2. Тяга 3 выполнена в виде вилки с двумя проушинами 5 и 6, предназначенными для охвата одной межцилиндровой перегородки, например перегородки 2. Ось 4 установлена в обеих проушинах 5 и 6 и предназначена для связи с одной межцилиадровой перегородкой, например с перегородкой 2. Ось 4 входит в крышку 7, прикрепленную к перегородке 2 болтами 8, - ввернутыми в резьбовые отверстия 9 для болтов крышки коренного подшипника. К блоку цилиндров 1 болтами 10 прикреплена технологическая головка цилиндров 11. В свою очередь тяга .3 .и головка цилиндров 11 прикреплены соответственно болтами 12 и 13 к рычагу 14 и плите 15 нагружателя резонансного типа. Рычаг 14 нагружателя присоединен к упругой опоре 16, которая укреплена на плите 15. На плите 15 установлено устройство 7 для статического нагружения с пружиной 18, на которую опирается гайка. В гайку .ввернут винт 19, в расточке которого, выполненной в головке 20, установлен опертый на головку 20 винта упор 21, прижатый к рычагу 14. Конец рычага 14 снабжен шарниром 22, к которому при- соединен шатун 23, связанный с регулируемым эксцентриком 24. Эксцентрик 24 установлен на валу электродвигателя 25. К рычагу 14 прикреплен глазок 26 со световой щелью, а на уррвне глазка 26 на прикрепленных к плите 15 стойках 27 и 28 по разным от него сторонам установлены источник 29 света и микроскоп 30.

Подготовка стенда к работе заключается в следующем. Перед запуском электродвигателя 25 (фиг.1) вращением винта 19 устанавливают статическую нагрузку на перегородку 2, измеренную по величине деформации пружины 18, и по микроскопу 30 отмечают величину смещения световой щели глазка 26. Используют отнулевой цикл нагружения (как и в известном стенде), поэтому статическую нагрузку устанавливают равной половине от максимального зна- ченид цикла. Периодически запуская двигатель 25, увеличивают эксцентриситет эксцентрика 24 от нулевого значения до той величины, пока амплитуда колебаний световой щели (т.е. рычага 14) при вращении вала двигателя 25 не будет равна двойному значению указанного смещения световой щели,.

b

10

5

0

25

50

30

35

40

45

55

Стенд работает следующим образом.

Вращение вала электродвигателя 25 через эксцентрик 24 и шатун 23 приводят рычаг 14 в колебание вокруг упругой опоры 16. Динамическая нагрузка от рычага 14, суммируясь со статической нагрузкой от устройства 17, через тягу 3, оси 4 и крышку 7, с одной стороны, и технологическую головку цилиндров 11, с другой, передается на одну межцилиндровую перегородку 2, Испытаниями определяют прочность той перегородки, к которой эта нагрузка приложена, например перегородки 2. Перегородка 2 выбрана произвольно среди остальных в блоке цилиндров 1. Это доказывает, что предложенное изобретение определяет прочность каждой наперед заданной поперечной перегородки блока цилиндров в отдельности для обеспечения их равнопрочности.

Результаты испытаний (данные о прочности каждой перегородки) используют для разработки равнопрочных перегородок блоков цилиндров. Вся нагрузка, развиваемая стендом, передается на одну перегородку, что в 2 раза снижает потребную для разрушения блока мощность стенда по сравнению с известным.

Проведенное тензометрирование поперечной перегородки блока цилиндров двигателя А-41 показало следующее. Тензорезисторы 31-35 были расположены в местах разрушения блока в эксплуатации, причем резистор 34 - в масляном канале 36, выходящем на контур отверстия 37 для распределительного вала. Нагружениё блока осуществлялось по схемам, соответствующим нагружению на известном стенде (сходному с нагрузке- нием в двигателе - нагрузка прилагается одновременно к двум поперечным перегородкам, расположенным по обе стороны одного цилиндра) и на предлагаемом изобретении (нагрузка прилагается только к одной поперечной перегородке) .

Установлено, что для этих случаев при одинаковых нагрузках (50 кН), приходящихся на одну поперечную перегородку, разница напряжений не превышает 6% (таблица).

i

-- Таким образом, предлагаемое изобретение сохраняет условия реального нагружения блока цилиндров.

Формула изобретения

Стенд для испытания на усталость блока цилиндров двигателя внутреннего сгорания с межцилиндровыми перегородками, содержащий нагружатель и средство крепления межцилиндровых перегородок к нагружателю, включающее тягу с установленной в ней осью для связи с перегородками, отличающий

с я тем, что, с целью оценки прочности перегородки в отдельности, тяга1 средства крепления межцилиндровых перегородок к нагружателю выполнена в виде вилки с двумя проушинами, предназначенными для схватывания одной межцилиндровой перегородки, а.ось средства крепления установлена в обеих проушинах и связана с одной межцилиндровой перегородкой.

Изобретение относится к машиностроению, в частности к двигателестроению, и предназначено для оценки прочности блоков цилиндров ДВС от действия циклических нагрузок. Цель изобретения - повышение эффективности путем оценки прочности каждой межцилиндровой перегородки блока в отдельности для обеспечения их равнопрочности при сохранении условий реального нагружения. Стенд содержит средство крепления межцилиндровых перегородок к нагружателю. Средство крепления включает тягу с установленной в ней осью для связи с перегородками. Причем тяга средства крепления межцилиндровых перегородок к нагружателю выполнена в виде вилки с двумя проушинами, предназначенными для охватывания одной межцилиндровой перегородки, а ось указанного средства установлена в обеих проушинах и предназначена для связи с одной межцилиндровой перегородкой. 3 ил.

Стенд

Напряжение, МГГа, на тензорезисторах

31 Ч 32 33 | 34

15 77 18

Фиг. 1

35

26

IS 13 11

Фиъ.З