Способ ускоренной приработки двигателей внутреннего сгорания Советский патент 1993 года по МПК G01M15/00 

Изобретение относится к двигателест- роению и может быть использовано для при- работки деталей в процессе обкатки двигателей после их изготовления или ремонта.

Цель изобретения - сокращение времени и повышение качества приработки деталей двигателей внутреннего сгорания за счет изменения частоты колебания на каждом режиме обкатки.

На чертеже изображена зависимость изменения нагрузки и частоты вращения вала двигателя от времени в период его обкатки по полному циклу.

Сущность изобретения заключается. в том, что проводят поэтапную обкатку двигателя внутреннего сгорания, включая режимы холодной, горячей на холостом ходу и горячей под нагрузкой обкатки, с постепенным увеличением нагрузки двигателя и его скорости вращения по колебательному закону. При этом колебания нагрузки и скорости вращения синхронизируют по времени, а их частоту увеличивают от минимального до максимального значений.

На этапах холодной обкатки и холостого хода скорость вращения также изменяют по косйнусоидальному закону с увеличением частоты колебаний..

Увеличение частоты колебаний нагрузки и скорости вращения осуществляют об- ратнопропорционально изменен и ю момента.трения двигателя на каждом этапе обкатки, а амплитуды колебания не меняют в процессе всей обкатки двигателя.

Целесообразность изменения частоты колебания нагрузки и скорости вращения объясняется следующим образом. Известно, что в процессе обкатки на каждом режиме происходит снижение коэффициента

трения. В то же время для ускорения процесса приработки необходимо поддержи00

о ю

со

ь.

чО

вать коэффициент трения на постоянном уровне. Изменение частоты колебаний нагрузки и оборотов в каждом режиме от f до kf обеспечивает поддержание трения на каждом режиме обкатки на постоянном уровне за счет увеличения плотности колебаний. В; отличие от увеличения амплитудных колебаний такой подход не вызывает ухудшения динамических колебаний такой подход не вызывает ухудшения динамических параметров двигателя за счет резонансных явления.

Выбор величины изменения частоты колебаний может быть уточнен в зависимости от конкретной марки двигателя. Величину увеличения частоты колебаний К на каждом режиме обкатки определяют по формуле

М

т нач

М

т кон

де МТ|нач. - момент трения в начале обкатки а режиме;

. - момент трения в конце обкатки а режиме..

Амплитуду колебаний нагрузки и частоу вращения определяют опытным путем ля каждой марки двигателя и устанавливают постоянными для всех режимов обкатки. елательно амплитуду делать максимально возможной, но не вызывающей резонансных явлений.

Реализация описанного способа поясняется следующим.примером.

1. Запускают электродвигатель тормозного стенда с подключенным к нему двигателем внутреннего сгорания.

2. Устанавливают частоту вращения двигателя согласно технологического процесса для данной марки ДВС.

3. Включают исполнительный механизм регулирования частоты вращения электродвигателя по колебательному закону и меняют частоту колебаний от f до kf. В соответствии с предварительно установленными амплитудой колебаний и средней величиной скорости вращения для данного режима.

4. Отключают тормозной стен и запускают ДВС.

5. Включают исполнительный механизм изменения скорости вращения двигателя внутреннего сгорания и меняют частоту колебаний от f до kf (Предварительно установлена амплитуда колебания средней скорости холостого хода). Обкатку на холостом ходу проводят в несколько этапов.

6. Подключают тормозной стенд исполнительного механизма производят нагруже- ние по колебательному закону с синхронным изменением скорости враще- ния и изменением частоты колебаний от f до kf. Горячую обкатку под нагрузкой проводят в несколько этапов.-i

7. Выключают стенд и снимают ДВС, i Управление исполнительными механизмами может быть осуществлено с помощью программных устройств.

Реализация данного способа позволяет обкатывать любые марки двигателей, при этом существенно ускоряется процесс приработки деталей сопряжений и повышается качество приработки (снижается шероховатость поверхностей трения деталей, увеличивается площадь приработки). Проверка предлагаемого способа проведена на двигателях ЗМЗ-53.

Способ осуществляется следующим образом:

-Холодная обкатка 10мин,обороты коленчатого вала п- 500-700 по косинусоидальной зависимости относительно;

- горячая на холостом ходу 5 мин. п 10001200 (пср -1100 ); - горячая под нагрузкой:

5 мин, п 1600-1800 (пср.1700 ),

РИОО-150Н; 5 мин, п 1800-2000 (пср.1900 ),

Р 150-200 Н;

5 мин. п 2000-2200 (пср.2100 ), Р 200-250Н.

Ускоренную обкатку двигателя ЗМЗ-53 проводят с изменением амплитуды колебаний частоты вращения коленчатого вала в пределах 200 (±100 и амплитуды колебаний нагрузки в пределах 50Н (±25Н) на специально дооборудованном стенде. При этом на каждом режиме частота колебаний по нагрузке и оборотам изменяется от 0,1 МГц (в начале режима) до 0,2 МГц (в конце режима).

Использование описанного способа об катки двигателей позволило сократить время обкатки в 2 раза по сравнению с типовым и в 1,4 раза по сравнению с прототипом. При этом повышено качество приработки двигателей.

Формула изобретени я

1. Способ ускоренной приработки двигателя внутреннего сгорания заключающийся в поэтапной его обкатке, включая

холодную, горячую на холостом ходу и горячую под нагрузкой, с постепенным увеличением нагрузки по колебательному закону, отличающийся тем, что, с целью сокращения времени и улучшения качества приработки, на каждом режиме обкатки по косинусоидальному закону изменяют скорость вращения вала двигателя, причем колебания нагрузки и скорости вращения синхронизируют по времени, а их частоту увеличивают от минимального до максимального значений.

2. Способ по п. 1,отличающийся тем, что на этапах холодной обкатки и холостого хода скорость вращения вала двигателя также изменяют по косинусоидальному закону с увеличением частоты колебаний.

3. Способ по пп. 1 и 2, о т л и ч а Ю щ и й- с я тем, что увеличение частоты колебаний нагрузки и скорости вращения осуществляют обратно пропорционально изменению момента трения двигателя на каждом этапе обкатки, а амплитуды колебаний не меняют в процессе всей обкатки двигателя.

Сущность изобретения: способ включает холодную обкатку на холостом ходу двигателя и горячую под нагрузкой с постепенным увеличением нагрузки по колебательному закону на каждом режиме об-; катки по косйнусоидальному закону: изменяют скорость вращения вала двигате-1 ля, причем колебания нагрузки и скорости вращения синхронизируют по времени, а их частоту увеличивают от минимального до максимального значения. Изобретение позволяет сократить время и качество прира- ботки. 2 з.п, ф-лы, 1 ил.