Способ определения технического состояния цилиндро-поршневой группы поршневой машины Советский патент 1982 года по МПК G01M15/00 

(54) СПОСОБ ОЦЕНКИ ТЕХНИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ ЦИЛИНДРОПОРШНЕВОЙ ГРУППЫ ПОРШНЕВОЙ МАШИНЫ

1 .

Изобретение относится к машиностроению, а точнее к испытанию поршневых машин, и может быть использовано для определения технического состояния сопряжений поршеньпоршневые кольца-гильза цилиндра поршневой машины, таких как двигатель внутреннего сгорания, компрессор и т.п.

Известен способ определения технического состояния цилиндро-поршневой группы поршневой машины, преимушественно двигателя JQ внутреннего сгорания, путем измерения величшп) перекладки поршня в зоне верхней мертвой точки при врашении коленчатого вала двигателя 1 .

Однако известный способ характеризуется ,5 весьма низкой точностью.

Пелью изобретения является повышение точности.

Поставленная цель достигается тем, что ко-2о ленчатый вал вращают знакопеременно относительно положения верхней -мертвой точки, проверяемого цилиндра, а техническое состояние определяют по величине изменения углового положения поршня относительно поршневого пальца в верхней мертвой точке.

Кроме того, измерение проводят при де- компрессировании проверяемого цилиндра.

При этом измерение проводят при номинальном тепловом режиме двигателя.

Сущность предлагаемого способа заключается в следующем.

При вращении коленчатого вала поршневой машины от внешнего источника (вручную или пусковым устройством) по часовой стрелке поршень при подходе к верхней мертвой точке в конце такта выпуска (или при декомпрессировании камеры сгорания) находится под действием боковой силы - составляющей движущей силы шатуна, а на такте сжатия еще и под действием боковой составляющей силы давления газов. Обе зти боковые силы направлены в одну и ту же сторону. Под действием их поршень поворачивается относительно поршневого пальца в направлении вращения коленчатого вала (по часовой ) в пределах зазора между поршнем, кольцами и гильзой и приходит в таком положении в верхнюю мертвую точку. При остановке поршня в верхней мертвой точке на такте сжатия давление газов в камере сгорания быстро падает за счет утечки их через неплотности поршневых колец. Поэтому при последующем движении поршня .вниз давление газов можно не учитывать. При последующем повороте коленчатого вала против часовой стрелки на поршень будет. действовать боковая сила - составляющая дв жущей силы шатуна, но уже противоположно го направления. Под действием ее поршень повернется относительно поршневого пальца против часовой стрелки в пределах зазора между поршнем, кольцами и гильзой цилиндра. Таким образом, при знакопеременном вращении коленчатого вала поршневой машины относительно положения, соответствующего верхней мертвой точке поршня, поршень будет периодически находиться под действием знакопеременных боковых сил, обеспечивающих его перекладку из одного положения в другое, т.е. происходит изменение углового положения поршня. Суммарный угол поворота поршня (по часовой и против часовой стрелке) непосредственно определяется зазором меясду поршне и гильзои цилиндра, а также состоянием пор невых колец (т.е. техническим состоянием деталей цилиндро-поршневой группы). Чем больше зазор между норшнем и гильзой цилиндра и чем меньше упругость поршневых колец (в связи с износом или закоксованием тем больше угол поворота поршня. Измерив этот угол, МОЖНО определить техническое состояние деталей цилиндро-поршневой группы. При подходе поршня к верхней мертвой точке на такте сжатия на поршень действует боковая сила - составляющая давление газов в камере сгорания, величина которой существенно зависит от герметичности камеры сгорания (уплотнений клапанов и поршневых колец), а также от частоты вращения коленчатого вала. Указанные факторы выносят существенную погрешность в определение технического состояния цилиндро-поршневой груп пы за счет сложности, а в ряде случаев и невозможности обеспечения сопоставимых условий проверки. Для исключения влияния этих факторов и повыше1шя таким образом точности проверки вращение коленчатого вала осуществляют при декомпрессировании камеры сгорания про

веряемого цилиндра. Па величину перекладки поршня оказьшают влияние также силы сопро-, тивления повороту поршня. В первую очередь

НИИ показали высокую точность, хорошую стабильность и высокую чувствительность (измеряемая величина изменяется в 2,5-3 раза при 54 это силы трения в сопряжения, непосредственно зависящие от температуры смазки. Для достижения необходимой точности проверки, обеспечения сопоставимости получаемых результатов и приближения значений перекладки поршня к фактическим, имеющим место при работе поршневой машины, знакопеременное вращение коленчатого вала выполняют при номинальном тепловом режиме двигателя. В частности, для двигателей внутреннего сгорания температура масла ,и охлаждающей жидкости должны быть не ниже 70° С. Рассмотрим пример конкретной реализации способа и результаты испытаний, полученный на двигателях СМД-62 трактора Т-150К. Наиболее простой вариант проверки заключается в следующем. Через отверстие форсунки, свечи или другое аналогичное отверстие, в камеру сгорания вводят струну (проволоку), нижний конец которой контактирует с поршнем в зоне ВМТ, а верхний - с индикатором часового типа, установленным на корпусе (направляющей) струны. При повороте коленчатого вала по часовой стрелке на такте вьшуска поршень, приближаясь к ВМТ, будет повернут по часовой стрелке и в таком положении войдет в контакт со струной, перемещая ее вверх. После того, как поршень дойдет до ВМТ, перемещение струны прекратится, что фиксируется по индикатору. В этом положении нулевое деление щкалы индикатора устанавливают против стрелки. Затем поворачивают коленчатый вал против часовой стрелки. При этом поршень, начиная двигаться вниз, перекладьгоается в зоне ВМТ, и точка контакта его со струной поднимается вверх на величину, пропорциональную углу перекладки поршня. Струна при этом тоже приподнимается, что фиксируется по отклонению стрелки индикатора от нулевого деления шкалы. При необходимости измерения повторяют, покачивая поочередно коленчатый вал на ± 90° относительно положения, соответству щего ВМТ поршня проверяемого цилиндра и фиксируя изменение положений струны. По полученным результатам измерений определяют угол поворота поршня, характеризующий зазоры между поршнем, кольцами и гильзой, и сопоставляют этот угол с номинальным, допускаемым и предельным значениями. На двигателях, подлежащих ремонту, значение измеряемого параметра превышало в 2,5-3 раза соответствующие значения для нового двигателя. В целом результаты испытаизменении зазора между порглнем и гильзой от номинального до предельного значений) : предлагаемого способа. Более стабильные результаты получаются с декомпрессированием KaMejJbi сгорания в процессе перекладки поршня. Способ прост в реализации, обеспечивает повышение точности проверки, не требует для реализации сложных электронных диагностических средств и высокой квалификации исполнителя. Форму л-а и 3 о б р е т ей и я 1. Способ определения технического состоя ния цилиндро-поршневой группы поршневой машины, преимушественно двигателя внутренн го сгорания, путем измерения величины перекладки поршня в зоне верхней мертвой точ56ки при врашении коленчатого вала, о т л ичаюшийся тем, что, с целью повышения точности, коленчатый вал врашают знакопеременно относительно положения верхней мертвой точки проверяемого цилиндра, а техническое состояние определяют по величине изменения углового положения поршня относительно поршневого пальца в верхней мертвой точке. 2.Способ по п. 1,отличающийс я тем, что измерение проводят при декомпрессировании проверяемого цилиндра. 3.Способ по пп. 1 и 2, о т л и ч а юш и и с я тем, что измеретае производят при номинальном тепловом режиме. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельЪтво СССР № 375514, кл. G 01 М 17/00, 1968.