Статический тепловой стенд для исследования поршня или крышки двигателя внутреннего сгорания Советский патент 1980 года по МПК G01M13/00 

анизотропностью поверхности 6 отражателей 5.

Искусственная анизотропность поверхности 6 отражателей 5 достигается благодаря выполнению нанесения на поверхность 6 сетки (на чертеже не показана) выполненной, например, сажей или же методом химического чернения.

Путем изменения размера ячеек сетки в различных зонах поверхности 6 соответственно изменяют и долю отраженной энергии в этих зонах.

Кварцевые инфракрасные лампы 4 накаливания установлены в клеммнпках 9, контакты 10 которых выполнены подвижными, что обеспечивает возможность смещения ламп 4 одна относительно другой.

Испытываемый поршень 2 установлен на центрирующую втулку 11, которая разобщает охлаждающие полости 12 и 13, соответственно наружную и внутреннюю. Иаружная полость 12- образована экраном 7, поршнем 2, втулкой 11 и разъемным кожухом 14.

Кожух 14 подвижно сопряжен с уплотнительными поясами 15 и 16 стойки (на чертеже не показана).

Отвод тепла от отражателей 5 и экрана 7 осуществляется водой. Вода из напорного бака 17 через вентили 18, 19 и 20 подводится к отражателям 5 и экрану 7. Из отражателей 5 и экрана 7 вода отводится в канализацию.

Отвод тепла от порщня 2 осуществляется охлаждением воздухом и жидким охлаждающим агентом.

При отводе тепла воздухом последний из пневмосети через воздуховодяной теплообменник 21, редуктор 22 и вентиль 23 подводится в ресивер 24. Ресивер 24 распределяет воздух через вентили 25 на форсунки 26, которые равномерно распределены на верхнем уплотнительном поясе 15, и через вентиль 27 на форсунку 28. Из охлаждающих полостей 12 и 13 воздух отводится в атмосферу.

Для впрыска воды в охлаждающий воздух имеется смесительное устройство 29. Вода в смесительное устройство 29 подается из бака 17 через вентили 18, 30 и 31.

При отводе тепла водой последняя подается в ресивер 24 из бака 17 через вентили 18, 30 и 32. Из охлаждающих полостей 12 и 13 вода сливается соответственно Б теплоизолированные баки 33 и 34 и через вентиль 35 отводится в канализацию.

В случае, если ни воздухом, ни водой не обеспечивается съем тепла с порщня 2, то используется охлаждение высокотемпературным теплоносителем.

Высокотемпературный теплоноситель из напорного бака 36 через вентиль 37 и 38 подводится к ресиверу 24. Из баков 33 и 35 высокотемпературный теплоноситель через вентиль 39 теплообменник 40, вода в

который подводится из бака 17 через вентиль 41, насосом 42 отводится в бак 36.

При исследовании охлаждаемых порщней высокотемпературный теплоноситель из напорного бака 36, через вентиль 43, насосом 44 закачивается в гидроаккумулятор 45, а из него через вентиль 46 и 38, ресивер 24 и вентиль 25 подается к форсункам 26. Одновременно из гидроаккумулятора 45 высокотемпературный теплоноситель через золотник 47 и вентиль 48 подводится к форсунке 28. Золотник 47 обеспечивает пульсацию подачи высокотемпературного теплоносителя к порщню 2, с частотой, кратной частоте пульсации, имеющей место в реальных условиях эксплуатации.

На чертеже вентили 18, 19 ,20, 25, 38, 39, 41, 43, 46 и 48 показаны в открытом состоянии, а вентили 23, 30, 31, 32, 35 и 37- в закрытом.

Для исследования теплового или теплонапряженного состояния поршня 2 последний размещают на устройстве 1, включают радиационный нагреватель 3, открывают соответствующие вентили, обеспечивающие охлаждение порщня 2 либо воздухом, либо водой или же высокотемпературным теплоносителем.

Осуществляя регулирование режима работы ламп 4, изменяя анизотропность отражателей 5 и подбирая режим охлаждения, добиваются воспроизведения температур и температурных градиентов, характерных для условий эксплуатации. После этого, варьируя режимом охлаждения, величиной теплопотока и его распределением, исследуют влияние этих факторов на тепловое и теплонапряженное состояние порщня.

При исследовании крышки радиационный нагреватель 3 устанавливают непосредственно на крышку (на чертеже не показана) со стороны огневой поверхности.

В случае исследования деталей на малоцикловую термическую усталость задают тот либо иной теПоТоток и режим теплоотвода, затем радиационный нагреватель 3 отключают. Одновременно прекращают и теплоотвод от поршня. После того как поршень 2 остынет, цикл повторяют, то есть включают нагреватель 3 и обеспечивают теплоотвод. Испытания проводят до появления в тех либо иных зонах поршня признаков разрушения.

При исследовании мпогоцикловой термической усталости задают тот либо иной режим теплоотвода и охлаждения порщня и затем, воздействуя механическим регулятором 8 на тепловой поток, обеспечивают его циклическое изменение во времени с частотой, кратной частоте изменения в реальных условиях.

Испытания прекращают при появлении признаков разрущения детали. Контроль теплового и теплонапряжепно