СТЕНД ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ ГАЗОДИНАМИЧЕСКИХПРОЦЕССОВ Советский патент 1970 года по МПК G01L23/30 

Изобретение относится к установкам для исследования газодинамических процессов во всасывающих и выпускных трактах поршневых двигателей внутреннего сгорания.

Известны стенды для исследования газодинамических процессов во всасываюииих и выпускных трактах Поршневых двигателей внутреннего сгорания, содержащие поршневую многоцилиндровую вакуумно-компрессорную установку с разъемным распределительным валом. Для обеспечения одинаковых и синхронных тактов в нескольких цилиндрах и фиксации выбранных клапанов испытуемого цилиндра в заданном положении, всасывающий (выпускной) тракт нескольких цилиндров соединен с выпускным (всасывающим) трактом и иодпоршневым пространством испытуемого цилиндра, поршень которого имеет осевое отверстие и не связан с коленчатым валОлМ.

Предложенный стенд отличается тем, что всасывающий (выпускной) тракт нескольких цилиндров с одинаковыми и синхронньпш тактами соединен с лодпоршпевым пространством испытуемого цилиндра, с его выпускным (всасывающим) трактом и с атмосферой через запорно-дроссельное устройство. Это позволяет моделировать газодинамические процессы во всасывающих (выпускных) трактах двигателей различных размерностей.

На фиг. 1 иоказана схема предлагаемого стенда для исследования всасывающего тракта; на фиг. 2 - схема стенда для исследования выпускного тракта.

Стенд содерл ит электропривод / (фиг. 1) и поршневой двигатель 1 внутреннего сгорания, коленчатый вал 3 которого жестко соединен с валом электропривода /, а распределительный вал 4 приводится во вращение через систему передач 5 от коленчатого вала 5. Распределительный нал 4, установленный в переходных втулках б несущих опор 7, выполнен разъемным, причем его части жестко соединены муфтой 8, расположенной между цилиндрами 9 и /О с синхронными и одинаковыми тактами рабочих циклов. Муфта обеспечивает синхронизацию рабочих тактов этих дилиндров. Муфта И, расположенная между цилиндром 10 и испытуемым цилиндром 12, предназначена для отключения всасывающего 1 и выхлопного 14 кулачков испытуемого цилиндра от коленчатого вала 3 и обеспечивает фиксацию всасывающих 15 и выхлопных /б клапанов испытуемого цилиндра в заданных относительно седел положениях с помощью устройства П, Муфта 18, расположенная между кулачками 13 и 14, обесиечивает поворот этих кулачков один относительно другого, их разъединение и фиксацию. Коллектор 19 цилиндров 9 и /О соединен с всасывающ МИ патрубками 20 и 21, трубопроводом 22 через запорно-д:)оссельное устройство 23 - с выхлопным каналом 24 нспытуемого цилиндра 12, труболроЕодом 25 через запорно-дроссельное устройство 26 - с атмосферой и трубопроводом 27 через запорно-дроссельное устройство 28 - с полостью цилиндра 12, поршень 29 которого имеет в головке отверстие 30 для выхода воздуха. Не связанный с коленчатым валом 5 поршень 29 соединен с гибкой тягой 31, пропущенной через уплотненное отверстие в головке блока и наматывающейся на барабан 32 при перемещении поршня 29 в заданное относительно верхней мертвой точки (ВМТ) положение. Кроме того, поршень 29 связан с возвратными пружинами 33. Всасывающий трубопровод 34 испытуемого тракта соединен с всасываюьчим каналом 35 в головке блока. В стенде для исследовапня газодинамических процессов в выпускных трактах двигателя внутреннего сгорания коллектор 19 (фиг. 2) цилиндров 9 W. 10 соединен с выхлопными патрубками 36 и 37 цилиндров 9 -к 10, а трубопроводом 55 через запорно-дроссельное устройство 39 - с всасывающим каналом 35 испытуемого цилиндра 12. Выпускной канал 24 испытуемого тракта соединен с выпускным трубопроводом 40. С помощью барабана 32, на который при его вращении наматывается гибкая тяга 31, и возвратных пружин 33 поршень 29 испытуемого цилиндра 12 устанавливается в заданное относительно верхней мертвой точки положение. Части распределительного вала 4 предварительно (поворачивают до совпадения направлений кулачков цилиндров 9 и 10. С помощью жесткой муфты 5 достигается .синхронизация их одинаковых рабочих тактов. С помощью жесткой муфты 11, соединяющей кулачки 13 и 14 (или один из них), предварительно повернутые до совпадения их осей с осями кулачков цилиндров 9 и 10, с общим распределительным валом 4, достигается синхронизация движения выбранного клапана 15 или 16 (или обоих вместе) с клапанами цилиндров 9 и 10. Стенд работает следующим образом. Коленчатый вал 3 вращается электроприводом 1 или частью цилиндров двигателя 2, в которые подается топливо. Число оборотов вала 3 определяет частюту продувки газа через испытуемый тракт. От коленчатого вала 3 движение передается через систему передач 5 к распределительному валу 4, с помощью которого синхронно движутся клапаны цилиндров 9 и 10 и клапаны 15 и 16 испытуемого цилиндра 12. Поршни цилиндров 9 и 10 движутся также синхронно, а поршень 29 испытуемого цилиндра 12 зафиксирован в заданном относительно ВМТ положении с помощью гибкой тяги 31, барабана 32 и возвратных пружин 33. Во время такта всасывания в цилиндрах 9 но через патрубки 20 и 21 из общего коллектора 19. В коллектор 19 воздух поступает одновременно из трубопровода 25 с запорнодроссельным устройством 26, из трубопровода 22 с запорно-дроссельным устройством 23 и из трубопровода 27 с запорно-дроссельным устройством 28. Если запорно-дроссельное устройство 26 открыто частично, коллектор 19 через трубопровод 25 сообщается с атмосферой, подсасывая из нее некоторую часть воздуха, что уменьшает количество воздуха, поступившего в коллектор 19 из трубопроводов 22 и 27 при неизменном количестве воздуха, засасываемого цилиндрами 9 и 10. Расход воздуха через трубонроводы 25, 22 и 27 определяется степенью открытия соответственно запорно-дроссельных устройств 26, 23 и 28. В трубопроводы 25, 22 и 27 воздух поступает из испытуемого цилиндра 12, в который он попадает через всасывающий трубопровод 34, всасывающий канал 35 и всасывающую клапанную щель, т. е. через испытуемый всасывающий тракт. При частично открытых запорно-дроссельных устройствах 23 и 28 воздух из цилиндра 12 поступает в трубопроводы 22 и 27 соответственно из выхлопного канала 24 и через отверстие 30 в головке порщня 29. При этом поток воздуха в цилиндре 12 разветвляется, и количество воздуха, прошедшего через каждый из трубопроводов 22 и 27, обратно пропорционально их гидросопротивлениям совместно с запорно-дроссельными устройствами 23 и 28. При полностью перекрытом трубопроводе 22 с запорно-дроссельным устройством 23 воздух в коллектор 19 поступает по испытуемому тракту, двигаЯСь вдоль цилиндра 12, и далее по трубопроводу 27. При полностью перекрытом трубопроводе 27 с запорно-дроссельным устройством 28 воздух во всасывающий коллектор 19 поступает по испытуемому тракту,двигаясь под углом к оси цилиндра 12, через выхлопную клапанную щель, выхлопной канал 24 и далее по трубопроводу 22. При полностью перекрытом трубопроводе 25 с запорно-дроссельным устройством 26 воздух в цилиндры 9 -я 10 поступает только из коллектора 19, следовательно, проходя испытуемый тракт, и .количество его равно количеству воздуха, засасываемого одновременно цилиндрами 9 и 10. При полностью перекрытых трубопроводах 22 Л 27 с запорно-дроссельными устройствами 23 и 28 воздух через испытуемый, тракт не просасывается и поступает в коллектор 19 и далее в цилиндры 5 и УО из атмосферы через трубопровод 25. При осуществлении такта выхлопа цилиндрами 9 и 10 воздух из них выталкивается соответственно через патрубки 37 и 36 в общий коллектор 19. Из коллектора 19 воздух может выходить одновременно по трубопроводу 5 с запорно-дроссельным устройством 26,.

ройством 39 и трубопроводу 27 с заоорнодроссельным устройством 28. При частично открытом запорно-дроссельном устройстве 26 выхлопной коллектор 19 через трубопровод 25 сообщается с атмосферой, выбрасывая в нее некоторую часть воздуха, что уменьшает количество воздуха, поступающего из коллектора 19 в трубопроводы 38 и 27 при неизменном количестве воздуха, выталкиваемого цилиндрами 9 и 10. При частично открытых запорнодроссельных устройствах 39 и 28 воздух в цилиндр 12 поступает из трубопровода 38 и 27, проходя соответственно через всасывающий канал 35 и отверстие 30 в головке поршня 29. Поэтому поток воздуха в цилиндре 12 имеет направление, определяемое направлениями входяших в цилиндр потоков. При этом количество воздуха, прошедшее в цилиндр 12 через каждый из трубопроводов 58 и 27, обратно пропорционально их гидросопротивлениям совместно с запорно-дроссельными устройствами 39 и 28. Из цилиндра 12 воздух поступает в испытуемый выпускной тракт.

При полностью перекрытом трубопроводе 38 с запорно-дроссельным устройством 39 воздух из коллектора 19 выталкивается по трубопроводу 27 в цилиндр 12, проходит вдоль его оси и уходит в атмосферу через испытуемый тракт. При полностью перекрытом трубопроводе 27 с запорно-дроссельным устройством 28 воздух из коллектора 19 выталкивается в цилиндр 12 через трубопровод 38, всасывающий канал 35, всасывающую клапанную щель, проходит под углом к оси цилиндра 12 до выхлопной клапанной щели и уходит в атмосферу через оставщуюся часть испытуемого выпускного тракта. При полностью перекрытом трубопроводе 25 с запорно-дроссельным устройством 26 воздух из пилиндров 9 и 10 выталкивается в атмосферу, пройдя только трубопроводы 38 и 27 и испытуемый выпускной тракт, а количество его равно количеству воздуха, выталкиваемого одновременно цилиндрами 9 и 10. При полностью перекрытых трубопроводах 38 и 27 с запорно-дроссельными устройствами 39 и 28 воздух через испытуемый выпускной тракт не продувается, а выталкивается из цилиндров 9 и 10 и далее из коллектора 19 в атмосферу через трубопровод 25.

Манипулируя устройствами 23, 26, 28 и 39, можно регулировать расход воздуха через трубопроводы 22, 25, 27 и 38 от нулевого до равного суммарному количеству воздуха, выталкиваемого или засасываемого цилиндрами Р и 10.

Предмет изобретения

Стенд для исследования газодинамических процессов во всасывающих (выпускных) трактах поршневых двигателей внутреннего сгорания, содерл ащий поршневую многоцплиндровую вакуумно-компрессорную установку с разъемным распределительным валом для обеспечения одинаковых и синхронных тактов в нескольких цилиндрах и фиксации выбранных клапанов испытуемого цилиндра в заданном полож:ении, всасывающий (выпускной) тракт нескольких цилиндров, соединенный с выпускным (всасывающим) трактом и подпоршневым пространством испытуемого цилиндра, поршень которого имеет осевое отверстие и не связап с коленчатым валом, отличающийся тем, что, с целью модел фова П1я газодинамических процессов во всасывающих (выпускных) трактах двигателей различных размерностей, всасывающий (выпускной) тракт нескольких цилиндров с одинаковыми и синхронными тактами соединен с подпоршневым пространством испытуемого цилиндра, с его выпускным (всасывающим) трактом и с атмосферой через запорно-дроссельиые устройства.