Способ проверки компрессии двигателя внутреннего сгорания

 

1.СПОСОБ ПРОВЕРКИ КОМПРЕС СИИ ДВИГАТЕЛЯ ВНУ1РЕННЕГО СГОРАНИЯ путем прокручивания коленчатого вала двигателя от внешнего источник энергии постоянной мощности, определения параметра, изменяющегося в зависимости от компрессии, и сопоставления его с эталоном, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что, с целью повышения точйости, в качестве пара метра, изменяющегося в зависимости от компрессии, принимают разность ускорений коленчатого вала двигателя при декомпрессировании цилиндров и без него, причем ускорение коленчатого вала определяют при его прокручивании в режиме свободного ускорения в диапазоне частот О п. Пн , - текущая и номинальная частота вращения, коленчатого вала. 2.Способ ПОП.1, отличающийся тем,, что декомпрессируют цилиндры путем дросселирования воздуха на впуске в двигатель. 3.Способ по Й.1, отличающийся тем, что в качестве разности ускорений принимают разность-начальных ускорений коленчатого..вала при его прокручивании в режиме свободного разгона из состояния покоя до. номинальной частоты вращения 4.Способ по n.i, отличаю щ и и с я тем, что в качествераз ности ускорений принимают разность наибольших по абсолютной величине ускорений коленчатого вала при его прокручивании в режиме свободного замедления.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (19) (И) 4 (51) G 01 М 15/00

Ь ъ. -..

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3579316/25-06 (22) 15,04.83 (46) 30.01.85. Бюл. Р 4 (72) К.Ю.Скибневский (71) Государственный всесоюзный ордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательский технологи-ческий институт ремонта и эксплуатации машинно-тракторного парка (53) 621.43.001.4(088.8) (56) 1.Авторское свидетельство СССР по заявке М 3472:772/25-06, кл. G 01 М 15/00,1982. (54) (57) 1.СПОСОБ ПРОВЕРКИ КОМПРЕССИИ ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ путем прокручивания коленчатого вала двигателя.от внешнего источника энергии постоянной мощности, опре- деления параметра, изменяющегося в зависимости от компрессии, и сопоставления его с эталоном, о т л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения точйости, в качестве параметра, изменяющегося в зависимости от компрессии, принимают разность

l7 ускорений коленчатого вала двигателя при декомпрессировании цилиндров и без него, причем ускорение коленчатого вала определяют при его прокручивании в режиме свободного ускорения в диапазоне частот 0 < п. < n„ где. и, ь„ — текущая и номинальная частота вращения коленчатого вала.

2. Способ по п.1, о т л и ч а ю шийся тем,.что декомпрессируют цилиндры путем дросселирования воздуха на впуске в двигатель.

3. Способ по й.1, о т л и ч а ю шийся тем, что в качестве разности ускорений принимают раэность - ,начальных ускорений коленчатого..вала при его прокручивании в режиме 3 свободного разгона из состояния покоя до номинальной частоты вращения

4. Способ по п.1, о т л и ч а юшийся тем, что в качестве разно-. Св сти ускорений принимают разность наибольших по абсолютной величине ускорений коленчатого вала при его прокручивании в режиме свободного замедления.

1137369

Изобретение относится к машиностроению, в частности к испытаниям двигателей внутреннего сгорания, и может быть использовано для.проверки компрессии цилиндров двигателей и других поршневых машин (компрессоров и т.п.) .

Известен способ проверки компрессии двигателя внутреннего сгорания путем прокручивания коленчатого вала двигателя от внешнего-:источника энергии, !О постоянной мощности определения параметра, изменяющегося в зависимости от компрессии, и сопоставления

его с эталоном 513.

Однако данный способ не поз- 15 воляет осуществить проверку за короткий промежуток времени, так как требуется 20-30 мин для прогрева

его от холодного до горячего состояния, что не всегда удобно в условиях заводов, станций технического обслуживания и т.п. Точность способа ограничивается тем, что проверка компрессии может быть вы -. полнена-на реальных двигателях при

150 — 350 об/мин, в то время как наиболее тесная связь ее с частотой вращения коленчатого вала проявляется в диапазоне 0-100 об/мин.

Кроме того, применение такого способа ограничивается в основном двигателями с электростартерным пуском, так как пусковые двигатели дизелей в большинстве случаев снабжены автоматическим устройством поддержания постоянной частоты прок- 35 рутки вала .дизеля.

Целью изобретения является повышение точности.

Поставленная цель достигается 40 тем, что согласно способу проверки компрессии двигателя внутреннего сгорания путем прокручивания коленчатого вала двигателя от внешнего источника энергии постоянной мощно- 45 сти, определения параметра, изменяющегося в зависимости от компрессии, -и сопоставления его с эталоном, в качестве параметра, измечяющегося в зависимости,от KoMIIpBccHH принимают 50 разность ускорений коленчатого вала двигателя при декомпрессировании( цилиндров и без.него, причем ускорение коленчатого вала определяют при его .прокручивании в режиме свободно" 5 го ускорения в диапазоне частот

0 n < n„H,,где, n„- текущая и номинальная частота вращения коленчатого вала.

При этом декомпрессируют цилиндры путем дросселирования воздуха на впуске в двигатель, а в качестве разности ускорений принимают разность начальных ускорений колейчатого вала при его прокручивании в режиме свободного разгона иэ состоя- Я ния покоя до номинальной частоты вращения., Кроме того, в качестве разности ускорений принимают разность наибольших по абсолютной величине ускорений коленчатого вала при его прокручивании в режиме свободного замедления °

Сущность предлагаемого способа заключается в следующем.

При прокручивании коленчатого вала двигателя в неустановившемся режиме (разгоне или замедлении выбеге) от внешнего источника энергии постоянной мощности его мощность расходуется на преодоление момента инерции, потерь на трение в двигателе и на преодоление потерь на сжатие газа. Потери на преодоление момента инерции и трения при поочередных прокрутках коленчатого вала двигателя в одинаковых условиях остаются практически постоянными и поэтому они не оказывают влияния на разность величин ускорений коленчатого вала без декомпрессирования и с декомпрессированнем цилиндров двигателя. Потери на сжатие газа в цилиндрах зависят от их компрессии (или степени изношенности деталей цилиндро-поршневой группы и неплотностей клапанов). По мере износа цилиндров (уменьшения компрессии) потери на сжатие уменьшаются.

Чем меньше. компрессии цилйндров, тем меньше происходит изменение потерь на сжатие и тем на меньшую величину изменяется ускорение прокручивания коленчатого вала, и наоборот ° .

На фиг.1 показаны зависимости частоты прокручивания коленчатого вала в режиме разгона и выбега без декомпрессирования и с декомпрессированйем горячего двигателя (кривые 1 и 2) пусковое устройство двигателя не имеет автомата ограничения частоты прокрутки, а также зависимости ускорений коленчатого вала на каждой иэ стадий (кривые 3 и 4); на фиг.2 аналогичные зависимости при наличии у пускового устройства автомата ограничения частоты прокрутки на фиг.3 — номограмма для определения компрессии (К) двигателя по разности ускорений (ьЯ ) коленчатого вала, связанных непосредственно с износом (И).

Из зависимостей фиг.2 следует, что у таких двигателей нельзя оценить компрессию по частоте вращения коленчатого вала.

Известно, что компрессия двигателя наиболее точно характеризует состояние двигателя на режимах минимальной частоты вращения коленчатого вала. С этой точки зрения измерение ускорений коленчатого вала (начального при разгоне и наи1137369

10 деталей цилиндро-поршневой группы

M — М с» z a1 — Е

2. (2) У

Поскольку на второй стадии прокручивание осуществляется с.декомпрессированием (М,» z = О), уравнение (2) окончательно принимает вид 50

Ег Е1= ° (3) Y

Как видно из уравнения (3}, разность ускорений коленчатого вала при 55 прокрутке его от внешнего источника постоянной мощности зависит толЬко от момента потерь на сжатие, являющегося переменной составляющей момента механических потерь на обеих 60 стадиях испытаний двигателя или,что то же - от компрессии цилиндров двигателя.

Из анализа уравнений (1) — (3) следует, что предлагаемый способ

65 большего абсолютного при выбеге) в окрестностях нулевой частоты его вращения обеспечивает. повышение точ- ности проверки, приближая ее по точности к проверке с помощью пневматических калибраторов. Последние позволяют оценить износ сопряжений цилиндров примерно в два раза точнее компрессиметра.

Зависимости (фиг.1 и 2) подтверждаются следующими конкретными аналитическими выражениями.

Момент на коленчатом валу двигателя при неустановившемся режиме прокрутки его внешним источником энергии. постоянной мощности при прочих равных, условиях в общем случае может быть представлен зависимостью

М = Мс + YЕ = Мт+ Мс+ где М вЂ” момент, передаваемый коленчатому валу двигателя от внешнего источника энергии;

Мс, — момент сопротивления двигаМ,, теля при установивШемся реМ жиме прокручивания: общий (суммарный), потерь на трение, потерь на сжатие; приведенный момент инерции двигателя;

Š— ускорение вращения коленчатого вала двигателя.

Поскольку прокрутка коленчатого вала выполняется от внешнего источI ника энергии постоянной мощности,величина момента М на каждой иэ двух стадий проверки тоже постоянная, а так как на каждой из стадий испытывается один и тот же двигатель, то для него момент М тоже одинаковый на обеих стадиях, проверки. С учетом этих обстоятельств можно определить разницу ускорений коленчатого вала на первой (5 ) и второй (E ) стадиях прокручивания позволяет выделить в процессе двухстадийного испытания составляющую момента механических потерь двига, теля,зависящую только от компрессии, исключив при этом влияние других случайных факторов, таких как влияние технического состояния двигателя (заедание, заклинивание, различие в потерях. на трение в связи с разным износным состоянием и т.п.) .

Перед испытаниями двигателей

Ъ-65Н и Э -240 необходимо построить номограмму для определения компрессии.

Для каждого типа двигателей известны зависимости К (О) и соответствующие предельные значения компрессии

К„ и износа И„, указанные в технологической документации двигателя, Зависимость К(аЕ ) устанавливают экспериментальным путем для каждого типа (марки) двигателя следующим образом.

На новом обкатанном двигателе сначала определяют номинальную компрессию К„ и соответствующую ей номинальную разность начальных ускоI рений аЕц. Затем, изменяя регулировку клапанов цилиндра (приоткрывая их), создают в нем предельную компрессию К„= 0,7 К„ и определяют соответствующую ей предельную разность ускорений b8„ . Аналогично устанавливают два-три промежуточных значения К,- и определяют соответствующие им разности ускорений аЕ;. По полученным 4-5 точкам строят функцию К(ьЕ) и устанавливают область допускаемых ее значений.

Фигуры ОК„АИди. ь Е„БС дЕ„(заштрихованные зонЫ) йредставляют собой области допускаемых компрессий и разностей ускорений, соответствующие работоспособному состоянию двигателя.

Незаштрихованные зоны под кривыми

К(u) и К(ЬЕ). представляют собой зоны, соответствующие двигателям, требующим ремонта.

Проверку компрессии и определение технического состояния двигателя выполняют следующим образом.

Поскольку результаты проверки компрессии зависят в значительной . степени от температуры моторного масла, уплотняющего при низких температурах сопряжения цилиндрб- поршневой группы, проверку следует- выполнять на горячем двигателе,и поэтому перед проверкой двигатель должен быть прогрет до температуры моторного масла не ниже 70 С.Над вен- цом маховика коленчатого вала устанавливают индуктивный датчик устройства для измерения частоты и ускорений (например, прибора ИИД-Ц).После этого заводят пусковой двигатель(для

1137369

7, Рие.2 дизелей без электростартерного пуска), при необходимости измеряют,его мощность и, включив его муфту сцепления осуществляют. прокрутку коленчатого вала дизеля до номинальн

ых установившихся. оборотов режима проктки. В период разгона коленчатого рутки. вала or состояния покоя до ус а становл енной в приборе ИИД-Ц пороговой яч астоты фиксации ускорения (пор дка 100 об/мин) электронная схема 10 прибора осуществляет обработку импульсов, поступающих от датчика, и на табло прибора считывают величину начального ускорения (б ).

Затем осуществляют эту проверку повторно, но уже с декомпрессированием впускного воздушного тракта (на двигателе Д-65H с помощью

-240 декомпрессора, на двигателе Дпутем перекрытия воздуха на впуске) и вторично определяют величину ускорения (Е ) . Затем рассчитывают разность Š— Е, е и „ (фиг.3), по которой с помощью зависимости K(hE ) определяют компрессию К. 25

При испытании нового (неизношенноI

ro) двигателя Д-65Н ускорение его . коленчатого вала составило без декомпрессирования 11,3 рад/с с декомпрессированием 18,9 рад/

/с с2 . а разность ускорений 7,6 рад/ с

При моделировании предельно изношенного состояния двигателя разность с ускорений составила 5, 1 .рад/ с

Результаты испытаний предлагаемого способа сопоставляли с прямым измерением .компрессии. При .этом по.= лученные результаты испытаний пока" зали высокую точность предлагаемого способа,(погрешность не выше

5 - 7%, в то время как для компрессиметра она доходит до 10-15%) .

Предлагаемый способ обеспечивает хорошую стабильность данных и удобство применения, а также сокращение трудоемкости. проверки компрессии двигателя в целом в 15-20 раз по сравнению с компрессиметром и в

2-3 раза при проверке компрессии отдельных цилиндров (в первом случае за счет исключения демонтажа и монтажа форсунок и компрессиметра, а во тором только компрессиметра). вто

Способ прост в реализации, обеспечивает возможность применения на е т ебует всех типах двигателей, не р для реализации применения дополнительных приборов при диагностирой кваливании двигателей и высоко фикации исполнителя. Предлагаемьпч, обом можно выполнять проверку спосо ов двигакомпрессии.как всех цйлиндров теля одновременно, так и проверку льности (по каждого цилиндра в отдельнос разнос сти ускорений коленчатого сси овавала двигателя без декомпрессир ния цилиндров и с декомпрессировалин а) нием только проверяемого цилиндра или отдельных групп цилиндров.

1137369 кн

48я г ea ф

Pawecmb Д ОИйй фдад)И 43aoc %

Рог.g

8 7Ю 4Е Е 1

Составитель A. Федотов

Редактор Н.Ивьщкая Техред Т.Дубинчак КорректоР В.Синицкая

Заказ 10513/3? Тираж.898 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раутаская наб., д,4/5

Филиал ППП Патент, г ужгород, ул.Проектная, 4 (48)

Я? ьЕп с.

Ъ

Ъ

Фл