Устройство для измерения силы трения в цилиндро-поршневой группе двигателя внутреннего сгорания Советский патент 1991 года по МПК G01M13/00 

неутонченными пластинами, в сумматоре жителе и регистрируют прибором 11. 3 ил.

Изобретение может быть использовано для повышения точности определения силы трения в цилиндро-поршневой группе при испытаниях двигателей внутреннего сгорания. Сила трения поршня 1 и поршневых колец 2, а также сила давления газов вызывают осевые продольные деформации из- мерительных элементов 5, которые воспринимаются их упругими элементами и

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано при испытаниях двигателей внутреннего сгорания.

Цель изобретения - повышение точности измерения силы трения в цилиндро-пор- шневой группе.

На фиг. 1 представлено устройство, продольный разрез, в плоскости качания шатуна и в перпендикулярной ей; на фиг. 2 - стенка гильзы, частичный вырез; на фиг. 3 - общая схема электронного блока.

Устройство содержит поршень 1 в сборе с поршневыми кольцами 2, размещенный в гильзе цилиндра 3, имеющей продольные направляющие пазы 4, в которых располагаются составные измерительные элементы - полосы 5, жестко связанные с упругими элементами, на которых размещены тензо- датчики 6. Причем одна или несколько полос 5, лежащих в плоскости А коленчатого вала (не показан), на всей длине или на участке I контакта с кольцами 2 и юбкой поршня 1 имеют толщину, меньшую глубины паза 4, в котором они установлены и образуют с юбкой и кольцами 2 гарантированный зазор h. Операционные усилители 7 и 8, имеющие инвертирующий и неинвертирующий входы, подключены к выходам датчиков деформаций. При этом с инвертирующими входами усилителей 7 и 8 связаны выходы тензодатчиков 6 (фиг. 1), установленных на утонченных полосах, а с неинвертирующими - выходы остальных тензодатчиков 6. Количество усилителей определяется числом измерительных элементов. Сигнал датчиков на утонченных полосах Ъ можно использовать параллельно на нескольких усилителях. Выходы усилителей 7 и 8.подключены к входу сумматора 9, а выход сумматора 9 последовательно подключен к умножителю 10 и регистрирующему прибоРУ11.

Устройство работает следующим образом.

При работе двигателя на установившемся тепловом режиме сила трения поршня 1 и поршневых колец 2. а также сила давления газов Рг вызывают осевые про дольные деформации (измерительных) полос 5, которые воспринимаются их упругими элементами и преобразуются размещенными на них тензодатчиками 6 в электрический сигнал. При этом элементы с пластинами уменьшенной толщины получают осевую деформацию только от действия

на Mt.x газовых сил (Рг). Измерительные элементы - пластины без утончения воспринимают одновременно деформацию от действия сил трения FTp и Рг. В операционных усилителях 7 и 8 происходит вычитание

значений напряжения из сигналов с измерительных элементов сигналов с измерительных элементов с утонченными пластинами:

(Цртр + UPr) - UFTP .

В сумматоре 9 складываются значения 1)рТр с измерительных элементов с разных сторон гильзы:

20

UFTD +UFTD UF

гтр

ф

Полное значение силы трения находится путем умножения в умножителе 10 сигнала. UpTp , на тарировочный коэффициент и регистрируется прибором 11.

Для получения количественных данных о силе трения необходимо перед началом эксперимента произвести тарировку и калибровку устройства.

Формула изобретения 1. Устройство для измерения силы трения в цилиндро-поршневой группе двигателя внутреннего сгорания, снабженного

гильзой с буртом, содержащее измерительные элементы, упругие элементы, датчики деформации, электронный блок, причем в гильзе в плоскости качания шатуна и в плоскости, ей перпендикулярной, выполнены продольные трапецеидальные направляющие пазы, измерительные элементы выполнены в виде металлических пластин, размещенных в пазах, каждая пластина связана с упругими элементами, на

которых размещены датчики деформации, и закреплена на корпусе гильзы,датчики связаны с электронным блоком, включающим операционные усилители, умножитель и регистрирующий прибор, отличающеес я тем, что, с целью повышения точности, электронный блок снабжен сумматором.

пластины, размещенные в плоскости, перпендикулярной плоскости качания шатуна, выполнены толщиной, меньшей глубины направляющего паза, выходы датчиков дефор-1 мации, установленных на этих пластинах, подключены к инвертирующим входам операционных усилителей, а выходы датчиков, установленных на остальных пластинах, подключены к конвертирующим входам операционных усилителей, выходы последних подключены к входам сумматора, выход которого последовательно подключен к умножителю и регистрирующему прибору.

плоскости, перпендикулярной плоскости качания шатуна, определяется неравенством: hi+ h2 h Ьз+ h4,

где hi - сумма максимальных шероховатостей рабочих поверхностей пластины и паза;

П2 - максимальная шероховатость трущихся поверхностей колец или юбки поршня;

Из - полусумма допусков на размеры толщины пластины или глубины паза;

ги - сумма отклонений образующих поверхностей пластины и паза от прямолинейного профиля,

Фиг. 2

l

ИРГ

и

V

8

UF,

FV

.3

Ю

11

,

Ф

и.

Фиг.З