Стенд для исследования теплового и напряженного состояний деталей цилиндропоршневой группы двигателя внутреннего сгорания Советский патент 1992 года по МПК G01M13/00 

Изобретение относится к машиностроению, в частности к двигателестроению, конкретно к усовершенствованию стендов для исследования теплового и напряженного состояния деталей цилиндропоршневой группы, (ЦПГ) работающих в условиях высоких, циклически меняющихся температур.

Недостатком известного стенда 1 является то что моделируемые им условия отвода тепла, например, от поршневых колец существенно отличаются от условий в реальном двигателе, что приводит к искажению результатов исследования.

Целью изобретения является повышение точности результатов испытаний путем приближения условий моделирования к условиям реального двигателя.

На чертеже представлена конструктивная схема стенда для исследования те пло- вого и напряженного состояния деталей ЦПГ двигателей.

Стенд включает в себя полый корпус 1 с поршнем 3, связанный с кривошипно-ша- тунным механизмом 4, излучатель 5 тепловой лучистой энергии и установленный между верхней торцовой частью корпуса и излучателем тепловой лучистой энергии дисковый перераспределитель плотности теплового потока с профильными вырезами 7 и приводом 8, кольцевую проставку 9, в которой по периметру выполнены радиальные сквозные каналы 10, с установленными в них невозвратными клапанами 11 для подвода воздуха в надпоршневую полость, кварцевое стекло 12, установленное в кольцевой проставке и штуцер 13, связывающий поршневую полость с атмосферой. Причем кольцевая проставка 9 установлена на верхней торцовой части корпуса, под дисковым распределителем 6, а штуцер 13 установлен в нижней части корпуса на уровне нижней мертвой точки хода поршня ,

Стенд работает следующим образом, При движении поршня 3 от верхней мертвой точки (ВМТ) к нижней мертвой точке (НТМ), надпоршневая полость цилиндра 2 заполняется воздухом, поступающем через невозвратные клапаны 11, установленные в каналах 10. При этом, диск перераспределителя 6 плотности теплового потока находится над поршнем своей сплошной частью и затеняет поршень, препятствуя проникновению тепловой энергии от излучателя 5 в надпоршневую полость. Дойдя до НМТ поршень своей, верхней кромкой открывает отверстие штуцера 13 и начинается продувка цилиндра. Пройдя НМТ, под воздействием кривошипно-ша- тунного механизма 4 поршень начинает

двигаться вверх и в определенный момент, после перекрытия отверстия штуцера, начинается сжатие воздуха в цилиндре. В это время невозвратные клапаны закрываются,

а диск перераспределителя плотности теплового потока, вращаясь от привода 8, занимает полохсение, при котором профильные вырезы 7 устанавливаются над поршнем и тепловая энергия от излучателя через кварцевое стекло 12 проникает в надпоршневую полость цилиндра. В надпоршневой полости цилиндра создается высокое давление и повышается температура, близкие к давлению и температуре в реальном двигателе.

Давлением воздуха в цилиндре поршневые

кольца прижимаются к полкам поршневых

канавок и к зеркалу цилиндра. После ВМТ

поршень начинает двигаться вниз и, дойдя

дс НМТ, открывает отЁерстие штуцера 13 и

воздух из цилиндра устремляется в атмосферу. Давление в цилиндре падает, открываются невозвратные клапаны 11 и начинается продувка цилиндра. После НМТ, при движении вверх к ВМТ, поршень перекрывает отверстие штуцера, давление в цилиндре начинает раст и, закрываются невозвратные клапаны и цикл повторяется. Таким образом, предложенный сте нд позволяет моделировать условия, приближенные к условиям реального двигателя, и за счет этого повысить точность результатов исследования теплового и напряженного состояния деталей ЦПГ двигателя внутреннего сгорания.

Фор мула изобретения

Стенд для исследования теплового и напряженного состояний деталей цилиндропоршневой группы двигателя внутреннего сгорания, содержащий полый корпус для

размещения внутри него охлаждающего цилиндра с поршнем, излучатель тепловой лучистой энергии и установленный между верхней торцовой частью корпуса и излучателем тепловой лучистой энергии дисковый

перераспределмтель плотности теплового потока с профильными вырезами и приводом, отличающийся тем, что, с целью повышения точности, стенд снабжен штуцером, связывающим поршневую полость с

атмосферой и кольцевой проставкой с кварцевым стеклом, в которой по периметру выполнены радиальные сквозные каналы с установленными в них клапанами для под- вода воздуха в надпоршневую полость, при

этом кольцевая проставка установлена на верхней торцовой части корпуса под диско- вым перераспределителем, а штуцер установлен в нижней части корпуса на уровне нижней мертвой точки хода поршня.

Сущность изобретения заключается в том, что известный стенд, включающий корпус 1, размещенные в нем охлаждающий цилиндр 2 и поршень 3, излучатель 5 тепловой лучистой энергии, дисковый перераспределитель 6 плотности теплового потока с профильными вырезами 7 и привод 8, он дополнительно содержит штуцер 13, связывающий поршневую полость с атмосферой и кольцевую проставку 9 с кварцевым стеклом 12, в которой по периметру выполнены радиальные сквозные каналы 10 с установленными в них невозвратными клапанами 11, при этом кольцевая проставка установлена на верхней торцовой части корпуса, под дисковым перераспределителем, а штуцер установлен в нижней части корпуса на уровне нижней мертвой точки хода поршня. Стенд позволяет повысить точность результатов исследования теплового напряженного состояния деталей ЦПГ(ДВС). 1 ил. 5 7 I«/ sijLA rsySjTZfTF jr fflJ ел с 09 00 Сл 4 ГО ««а