Стенд для испытания двигателя внутреннего сгорания

 

1. СТЕНД ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ, содержащий нагрузочное устройство, основание , две пары стоек, лодвеску с рамой, вспомогательный двигатель с блоком управления и ддтчик частоты вращения с преобразователем, причем стойки размецены на основании. подвеска расположена - на одной паре стоек, а нагрузочное устройство - балансир но на другой паре, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности путем приближения условий испытания к эксплуатационным , стенд дополнительно содержит механизм качания подвески, и последняя размещена на стойках балансирно , причем ось качания noipBecки совпадает с осью коленчатого ва ла испытуемого двигателя, вспомогательный двигатель связан с подвеской через механизм качания-, а блок управления через преобразователь соединен с датчиком частоты вращения. 2. Стенд по п. 1, отличау ю щ и и с я тем, что механизм ка (Л чания подвески выполнен в виде эксцентрикового , механизма,содержащегчэ наС правлякндий паз и эксцентрик, причем последний связан со вспомогательным (двигателему а паз выполнен в раме подвески. S Я-

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ.

РЕСПУБЛИК

|, 09) (11) 3(51) . 01 М 15 00 с

Щ ° . ь

1 ф М г

:: аС (/

) А

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

21) 3447459/25-06

22) 01.06.82 (46) 15.10.83. Бюл. )) 38 (72) М.П.Купреев, В.О.Замятнин, И.М.Мельниченко, A.П;Грибайло, Ф.Х.Бурумкулов и Д.Н.Гаркунов (71) Гомельский государственный униВЕрситет и Всесоюзное научно-производственное обьединение "Ремдеталь" (53) 621.43.001.5(088.8) (56) 1. Райков И.Я. Испытание двигателей внутреннего сгорания. И., "Высшая школа", 1975, с. 34-37.

2. Авторское свидетельство СССР

В 547675, кл. G 01 М 15/00, 1972, (54) (57) 1. СТЕНД ЦЛЯ ИСПЫТАНИЯ

ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ, со- . держащий нагрузочнае устройство, ос- нование, две пары стоек, подвеску с рамой, вспомогательный двигатель с блоком управления и датчик частоты вращения с преобразователем,.причем стойки размещены на основании, подвеска расположена.на одной паре стоек, а нагрузочное устройство — балансирно на другой паре, о т л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения эффективности путем приближения условий испытания к эксплуатационным, стенд дополнительно содержит механизм качания подвески, и последняя размещена на стбйках балансирно, причем ось качания подвес- ки совпадает с осью коленчатого вала испытуемого двигателя, вспомогательный двигатель связан с подвеской через механизм качания, а блок у через преобразователь соединен с датчиком частоты вращения.

2. Стенд по п. 1, о т л и ч а - y

С2 ю шийся тем, что механизм качания подвески выполнен в виде эксцентрикового. механизмa, ñoäåðæàùåãî направляющий паз и эксцентрик, причем С последний связан со вспомогательным

А

М двигателем, а паз выполнен в раме р подвески.

1048353

Изобретение относится к испытательной технике, в частности к стен дам для исследования процессов трения и износа в узлах двигателя внут-. реннего сгорания (ДВС), и может быть использовано в м „иностроении д я 5 оценки прирабатываемости и износостойкости новых или восстановленных изношенных деталей и сопряжений ДВС, Известны стенды для испытания двигателя внутреннего сгорания, содержащие нагрузочное устройство, основание, две пары стоек, раму, причем стойки размещены на основании, нагрузочное устройство балансирно размещено на паре опор f1) . 15

В таких стендах электрическая машина выполнена балансирной и-пред- ставляет собой усложненную модификацию машин общепромышленного типа.

Мощность двигателя внутреннего cro- yg ранив определяется на таких стендах на основании измерений крутящего момента и:скорости с помощью весового механизма и датчика скорости.

Однако на.известных стендах сис- 25 .темы привода с водяными и гроволочными реостатами не позволяют ими- тировать высокодинамичны режимы мы нагружения, соответствующие реальным напряженным условиям эксплуатации, что снижает эффективность испытаний.

Известны стенды для испытания двигателя внутреннего сгорания, содержащие нагрузочное устройство, основание, две пары стоек, подвеску с рамой, вспомогательный двигатель с блоком управления и датчик частоты вращения с преобразователем, причем стойки размещены на основании, подвеска расположена на одной паре сто- 40 ек, а нагрузочное устройство — балансирно на другой паре.

Такие стенды могут содержать вибровоэбудитель., регулятор режимов которого взаимодействует с элементом 45 управления P)Однако испытания на стенде, оснащенном вибровозбудителем, не вполне соответствуют наиболее тяжелым эксплуатационным условиям работы двигателя. При движении транспортного средства по неровной дороге на износ и надежность сопряженных дета" лей наряду с вибрациями еще в большей мере влияет переменный крутящий момент. Вибровоэбудитель вызывает преимущественно вибрацию двигателя в вертикальной плоскости и не способствует созданию переменных крутящих . моментов. Эависимость частоты коле- 60 баний вибровозбудителя.от положения рейки топливного насоса также не соответствует реальным условиям ра- боты. Собственная частота колебаний двигателя определяется движением 65 поршней и зависит от скорости вращения коленчатого, вала. Скорость вращения вала определяется как расходом топлива (положением рейки топливного насоса), так и величиной приложенного момента сопротивления.

На таких стендах не предусмотрена возможность разборки и регулировки кривошипно-шатунного механизма без снятия двигателя со стенда, что усложняет исследование процессов трения и износа его элементов и повышает трудоемкость испытаний. Отсутствуют устройства для автоматизации измерений и регистрации результатов испытаний. Это также повышает трудоемкость испытаний.

Цель изобретения — сокращение трудоемкости и приближение условий испытаний к эксплуатационным, а следовательно,повышение эффективности испытаний.

Укаэанная цель достигается тем, что стенд для испытания двигателя внутреннего сгорания, содержащий нагрузочное устройство, основание, две пары стоек, подвеску с рамой, вспомогательный двигатель с блоком управления и датчик частоты вращения с преобразователем, причем стойки раз мешены на основании, подвеска расположена. на одной паре стоек, а нагрузочное устройство - балансирно на другой паре, дополнительно содер- жит механизм качания подвески, и последняя размещена на стойках балансирно, причем ось качания подвески совпадает с осью коленчатого вала испытуемого двигателя, вспомогательный двигатель связан с подвеской через механизм качания, а блок управления через преобразователь соединен с датчиком частоты вращения.

Кроме того, механизм качания подвески может быть выполнен в виде эксцентрикового механизма, содержащего направляющий паз и эксцентрик, причем, последний связан со вспомогательным двигателем, а паз выполнен в раме подвески.

На фиг. 1 схематически изображен предложЕнный стенд, общий вид на фиг. 2 - сечение A-А на фиг. 1; на фиг. 3 — функциональная схема стенда.

На основании 1 стенда установлены две пары стоек 2-5, на которых с помощью подшипниковых узлов 6-9 балансирно подвешены нагруэочное устройство 10 в виде электрической машины и подвеска 11. На раме подвески 11 с помощью лап 12 жестко . закреплен испытуемый двигатель 13, соединенный с нагрузочным устройством1

10 карданным валом 14. На основании

1 закреплены также вспомогательный электродвигатель 15 и датчик частоты вращения 16, электрически свя1048353 занные между собой через преобразо.— вательное устройство 17. Вал электродвигателя 15 снабжен эксцентриком, 18, входящим в паз 19 опорной рамы подвески 11, Паз 19 и эксцентрик

18 образуют механизм качания подвески 11. Электродвигатель 15 выполнен с возможностью перемещения по основанию 1 стенда. Датчик частоты вра- щения 1б клиноременной передачей связан с валом нагрузочного устрой- 10 ства 10..Стенд снабжен датчиком момента сопротивления 20, расхода топлива 21, датчиками температуры и давления 22, подключенными через коммутатор 23 к регистрирующему прибо- 35 ру 24 °

Стенд работает следующим образом.;, После пуска испытуемого двигате- . ля 13 его коленчатый вал нагружают моментом . сопротивления посредством нагрузочного устройства 10, погло.щающего мощность двигателя. Затем включают вспомогательный электродвигатель 15, вращающий эксцентрик 18.

Вращаясь, эксцентрик 18 сообщает подвеске 11 колебательные движения относительно горизонтальной оси подвеса, имитирующие динамические режимы нагружения. Амплитуду колебаний . подвески 11 регулируют, перемещая эксцентрик 18 вдоль паза 19 .опорной рамы подвески 11. Колебания подвески складываются с собственными колебаниями двигателя 13 и обеспечивают полу-. чение высокодинамических режимов на-. гружения, подобно эксплуатационным что вызывает интенсивный износ и приработку его деталей.

Сигнал от датчика частоты вра щения 16 через преобразовательное 4О устройство 17 автоматически устанавливает частоту вращения эксцентрика 18, равной или кратной собственной частоте двигателя 13.

Сигналы датчиков давления, температуры 22, частоты вращения 16, расхода топлива 21, момента сопро— тивления 20, через коммутатор 23 последовательно, с определенной периодичностью, подключаются к регистрирующему устройству 24. Процесс измерения и записи информации автоматизирован.

Разборку и, регулировку кривошипно-шатунного механизма двигателя, необходимую для определения процессов трения и изнашивания его узлов и деталей, можно проводить, не снимая его co стенда. Для этого, перемещая электродвигатель 15 по основанию 1, освобождают опорную раму подвески от эксцентрика 18 и поворачивают ее вокруг горизонтальной оси на угол +90, что обеспечивает свободный доступ к укаэанным узлам трения..

Таким образом, предлагаемый стенд позволяет приблизить стендовые испытания двигателя к наиболее тяжелым эксплуатационным и сократить время испытаний за счет сообщения двигателю сложных колебательных движений, что вызывает интенсивный износ и приработку узлов и деталей и снижает циклы нагружения до наступления усталостных разрушений. Для различных режимов нагружения интенсивность .изнашивания сопряжений цилиндро-поршневой группы и кривошипно-шатунного механизма ДВС предлагаемого стенда увеличивается за б ч испытаний на 10-303 по сравнению с испытаниями на известном стенде, что позволяет на 10-ЗОВ сократить время испытаний, а их условия приблизить к эксплуатационным.

Разработанный стенд может быть использован для обкатки.и исследо;вания способов ускоренных испытаний, приближенных к эксплуатационным.

1048353

Составитель Н. Патрахальцев

Техред М; Гергель Корректор A. Повх

Редактор А, Долинич

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. ° Проектная, 4

Закаэ 7921/48 Тираж 873 . Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035., Москва,Ж-35,.Рау аская наб;, д. 4/5