Способ испытания карбюраторного двигателя и устройство для его осуществления

 

Изобретение относится к стендовым ресурсным испытаниям двигателей внутреннего сгорания. Целью изобретения является интенсификация испытания путем имитации режима двигательного торможения на стенде с получением знакопеременного крутящего момента на валу от действия газовых сил. Способ заключается в том, что на стенде с тормозной машиной с синхронным изменением момента сопротивления на валу в зависимости от частоты вращения вала двигателя, в установленном диапазоне значений изменяют частоту вращения коленчатого вала и крутящий момент на валу путем осциллирующего перемещения рычага управления дроссельной заслонки карбюратора, при этом в начале цикла рычаг управления плавно перемещают в сторону увеличения подачи топливной смеси, увеличивая частоту вращения вала двигателя и крутящий момент на валу, затем не останавливая поступательного перемещения рычага в сторону увеличения, резко (скачком) переводят его в первоначальное положение, соответствующее минимальному углу открытия дроссельной заслонки. Устройство, реализующее способ, содержит эксцентриковый механизм с кривошипной втулкой, которая соединена посредством регулируемой тяги с подпружиненным рычагом управления дроссельной заслонкой карбюратора испытуемого двигателя. Кривошипная втулка установлена в полукольцевом пазу диска эксцентрика с возможностью свободного скольжения по пазу на заданный угол опережения вращения кривошипа. Устройство позволяет регулировать фазовый угол сброса рычага управления дросселем, а также при изменении диапазона варьирования подачи топливной смеси в двигатель за каждый цикл испытаний, сохранять постоянным угол опережения вращения кривошипа (угол свободного сброса рычага управления дросселем). 2 с. и 2 з.п. ф-лы. 7 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) (1) С 01 M 15/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (2 1) 446 131 1/25-06 (22) 01,06.88 (46) 23.12.90. Бюл. N- 47 (71) Челябинский институт механизации и электрификации сельского хозяйства (72) Ю,Н.Ломоносов, И.P.Øèêóíoâ и В.Ю,Фелинский (53) 62 1.43.001.6 (088.8) (56) Методика ускоренных стендовых испытаний автомобильных двигателей на износостойкость. РТМ 37,001.01375. — М.: НАМИ; 1979, с. 18 и 19. (54) СПОСОБ ИСПЫТАНИЯ КАРБЮРАТОРНОГО

ДВИГАТЕЛЯ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ (57) Изобретение относится к стендовым ресурсным испытаниям двигателей внутреннего сгорания, Целью изобретения является интенсификация испытания путем имитации режима двигательного торможения на стенде с получением знакопеременнбго крутящего момента на валу от действия газовых сил, Способ заключается в том, что на стенде с тормозной машиной с синхронным изменением момента сопротивления на валу в зависимости от частоты вращения вала двигателя в установленном диапазоне значений изменяют частоту вращения коленчатого вала и крутящий момент на валу путем осцилИзобретение относится к машиност- роению, а именно к способам ускоренных стендовых испытаний карбюраторных лирующего перемещения рычага управления дроссельной заслонки карбюратора, при этом в начале цикла рычаг управления плавно перемещают в сторону увеличения подачи топливной смеси, увеличивая частоту вращения вала двигателя и крутящий момент на валу,затем

1 не останавливая поступательного перемещения рычага в сторону увеличения, резко (скачком) переводят его в первоначальное положение, соответствующее минимальному углу открытия дроссельной заслонки, Устройсто, реализующее способ, содержит эксцентриковый механизм с кривошипной втулкой, которая соединена посредством регулируемой тяги с подпружиненным рычагом управления дроссельной заслонкой карбюратора испытуемого двигателя.

Кривошипная втулка установлена в С: полукольцевом пазу диска .эксцентрика с возможностью свободного скольжения по пазу на заданный угол опережения вращения кривошипа. Устройство ь позволяет регулировать фазовый угол сброса рычага управления дросселем, ы а также при изменении диапазона варь- д ирования подачи топливной смеси в С двигатель за каждый цикл испытаний сохранять постоянным угол опережения © вращения кривошипа (угол свободного сброса рычага управления дросселем), 2 с ° и 2 з.п. ф-лы, 7 ил. двигателей внутреннего сгорания на надежность с заданием режимов нагружения в автоматическом режиме.

161559

Цель изобретения — интенсификация испытаний путем имитации режима двигательного торможения с получением знакопеременного крутящего момента, На фиг. 1 представлена общая схема стенда для реализации предлагаемого способа; на фиг.2 — схема управления дросселЬной заслонкой карбюратора; на фиг.3 — устройство эксцентрикового механизма (эксцентрика); на фиг.4 — узел I на фиг,З; на фиг,5 форма пластины эксцентрика с пазами; на фиг.6 — форма пластины эксцентрика с вырезом; на фиг.7 — зависимость изменения крутящего момента на валу двигателя при его испытании на стенде.

Устройство (фиг.1) содержит тормозную машину 1, электродвигатель 2, редуктор 3 привода эксцентрика, регулируемую втулку 4 эксцентрика, трос

5 привода дроссельной заслонки карбюратора, винт 6 регулирования длины троса, возвратную пружину 7, испыту- 25 емый двигатель 8 и эксцентрик 9, насаженный на выходной вал 10 (фиг. 3) редуктора 3;

Эксцентрик 9 выполнен в виде двух взаимно прилегающих пластин 11 и 12 (фиг,3) и закреплен при помощи гай- . ки 13 пружинной шайбы 14, переходной втулки 15 и шайбы 16. Пластина 12 снабжена прямобочным 17 и полукольцевым 18 пазами, в последнем разме35 щена, головка кривошипной втулки 19, связанная тросом 5 привода с подпружиненным рычагом 20. Эксцентрик 9 закреплен на валу 10 редуктора 3 с возможностью регулирования радиуса кривошипа, Один конец троса 5 шарнирно связан с втулкой 4 эксцентрика, а другой конец троса шарнирно соединен с подпружиненным рычагом 20 управления дроссельной заслонкой карбюратора.

Эксцентрик 9 выполнен в виде двух взаимно прилегающих пластин 11 и 12 (фиг.3) с возможностью перемещения по плоскости касания, причем в плас50 тине 12 выполнены два скозных паза— один полукольцевой 18, другой прямобочный 17, расположенный вдоль оси симметрии полукольцевого паза i вогнутой его стороны, В пластине 11 вы55 полнено сквозное центральное отверстие и сквозной сектор с углом ф при вершине (фиг,З), при этом ось вращения вала 10 редуктора 3 находится в

6 4 одном из зафиксированных гайкой 13 положений прямобочного паза 17 и совмещенного с ним центрального сквозного отверстия. Втулка 4 регулируемой тяги (троса 5) установлена в полукольцевом,пазу 18 с возможностью свободного скольжения по пазу, Вырезанный сектор пластины 11 обращен в сторону вогнутой части полукольцевого паза, причем оси симметрии сектора и паза совпадают. При этом грани сектора пластины 11 установлены с возможностью ограничения длины полукольцевого паза 18 с обоих концов, Способ осуществляется следующим образом.

Подготовленный к испытанию двигатель устанавливают на стенд. Подсоединяют тормозную машину, измерительные приборы, системы питания, смазки и охлаждения двигателя. Рычаг 20 управления дроссельной заслонки карбюратора соединяют посредством гибкой тяги (троса 5) с механизмом для непрерывного открывания и закрывания дроссельной заслонки карбюратора (редуктором 3).

Прогревают двигатель до рабочего теплового состояния. Заданный режим нагружения обеспечивают перемеще" нием дроссельной заслонки карбюра- . тора, Длительность каждого цикла испытаний (время одного полного оборота эксцентрика) составляет 3540 с, При этом двигатель работает на непрерывно меняющихся скоростном и нагрузочном режимах: за время одного цикла частота вращения коленчатого вала вначале увеличивается от п>< 44zz до 0,75 пцII4I а нагрузка двигателя (IIpH n у > чн ) IIo ° 1007 (IIpH

0,75 и „ „„ ) и затем уменьшается до первоначальных значений.

Способ основан на том, что при работе двигателя на стенде с тормозной машиной, имеющей воэможность синхронного изменения тормозного момента на ведущем валу в зависимости от частоты вращения вала, скоростной и нагрузочный режимы изменяют в установленном диапазоне значений путем осциллирующего перемещения рычага управления дроссельной заслонки карбюратора в автоматическом режиме.

Вначале цикла при малой частоте вращения коленчатого вала и минимальном тормозном моменте на валу приво1 да плавно увеличивают подачу топлива

1б15596 6 в двигатель, повышая частоту вращения вала, тормозной момент на валу привода и, соответственно, крутящий момент двигателя. Затем не останавливая поступательного перемещения рычага подачи топлива в сторону увеличения, резко (скачком) переводят его в первоначальное положение, соответствующее минимальному углу открытия дроссельной заслонки карбюратора.

При этом за счет высокой угловой скорости и положительно направленно" го в период плавного разгона углового ускорения вращающихся масс инерционный момент сопротивления вращающихся масс и тормозной момент привода, приведенные к коленчатому валу, имеют наибольшие значения. Превосходящий же их по абсолютной величине вращающий момент от действия газовых сил с максимального своего значения резко падает до нуля и изменяет свой знак на противоположный вследствие дросселирования потока топливной смеси, подаваемой в двигатель, и момента, создаваемого. инерционным враФ щением маховых масс двигателя и приводной машины.

Устройство для осуществления предлагаемого способа работает следующим образом.

Устанавливают требуемый диапазон циклического регулирования подачи топлива в двигатель (фиг.2) путем ослабления гайки 13, регулировки.: необходимого радиуса кривошипа ОА и закрепления гайки 13. Затем устанавливают путем изменения длины тяги АВ положение рычага СВ подачи топлива в двигатель, соответствующиее минимальной частоте холостого хода (в положении, когда точка А находится в продолжении тяги АВ на одной прямой с центром О). Устройство готово к работе.

После того, как двигатель подготовлен к восприятию нагрузки на стенде и отрегулирована величина нагрузки тормозной машины при номинальной,частоте вращения вала двигателя, включают электродвигатель 2, редуктор 3, отрегулированный на определенную частоту вращения выходйого вала. Втулка 19 кривошипа, увлекаемая стенками полукольцевого паза

1 18 и ограничивающего гранью сектора, перемещается по окружности ради уса r,nëàâío перемещая рычаг .20 управления дроссельной заслонки карбюратора. При этом частота вращения и крутящий момент на валу двигателя плавно и,синхронно возрастают. Затем, достигая точки А на схеме, «оответствующей углу соскальзывания кривошипной втулки rro полукольцевому пазу 18 (причем, джазовый угол сброса регулируется вертикальным перемещением редуктора 3 по его направляющим на величину h) рычаг 20 подачи топ" пива под действием возвратной пружины 7 резко возвращается в исходное положение за счет свободного скольжения втулки 19 по пазу 18.

Угол опережения соответствует углу вырезанного сектора g плюс приращение, возникающее за счет угловой скорости Я, направленной в сторону

20 свободного проскальзывания. При изменении радиуса кривошипа ОА соответственно изменяется и диапазон регулирования подачи топлива (yran(P ).

При этом длина полукольцевого паза

18 уменьшается или увеличивается с б

coxpaHeHHehf заданного угла опережения 0 (Аиг.2). Опытным путем установлена предпочтительная Форма и оптимальные размеры эксцентрикового механизма. Полукольцевой паэ выпол- . няют в виде параболы, описываемои уравнением х

У = ——

Такое выполнение паза позволяет при различных радиусах эксцентрика повысить равномерность хода втулки

19 кривошипа по пазу в положении, соответствующем минимальной подаче

4р (траектория точки А при выборе свободного хода втулки по пазу), что позволяет исключить отклонение минимальной частоты вращения холостого хода от установленных программой ис45 пытаний значений.

Прямобочный паз выполняют вдоль оси симметрии параболы, начиная от точки F Аокуса параболы на длину

1 = р, где р — параметр параболы

50 (р = 10 мм), и угол вырезанного сектора 0I = 150...170 . При выполнении

0 о угла б((150 величина свободного сброса рычага управления подачей топлива в двигатель недостаточна, что оказывает влияние на амплитуду изменения крутящего момента на валу в сторону ее уменьшения. Выполнять уг6л 9 > 170 нецелесообразно вследо ствие того, что практически весь

1615596

55 диапазон обратного хода рычага выбиается с учетом приращения, возниающего за счет угловой скорости ращающегося эксцентрика, Пример. Капитально отремонированный двигатель марки ЗМЗ-53, ошедший десятичасовую технологическую обкатку, устанавливают на .тенд, подсоединяют электротормозную ашину КИ-5543, системы питания, охаждения и. смазки. Прогревают двигаель .до температуры охлаждающей воды к = 85oC и масла t > = 85 С.

Тормозной момент устанавливают путем заглубления реостатных ножей обкаточного стенда до показаний на циферблате силоизмерительного механизма р. = 25 кг (Икр= 18 кгс.м) при, частоте вращения вала n = 2400 об/мин.

Тягой эксцентрикового механизма соединяют рычаг управления дроссельной заслонки карбюратора с втулкой эксцентрика. Устанавливают диапазон регулирования величины подачи топлива по изменению частоты вращения вала

1500 - 2400 мин 1 прн синхронном из-1 менении нагрузки от 0 (при 1500мин ) до 25 кг (при 2400 мин ). При этом вал мотор-редуктора с установленным на нем эксцентриковым механизмом со.— вершает один полный оборот, Отметив время начала испытаний по режиму, включают мотор-редуктор с частотой вращения выходного вала О, 1 с 1. Температурный режим поддер-, живают на протяжении всего времени испытаний. На режиме испытаний дви, . гатель проработал 42 ч. В результате произошел отказ — поломка среднего диска муфты сцепления. Двигатель не выдержал испытаний.

Способ позволяет повысить эффективность ресурсных испытаний авто" мобильных двигателей за счет получения за каждый цикл испытаний знакопеременного крутящего момента на коленчатом валу от действия. газовых сил с использованием инерционного момента вращающихся масс двигателя и приводной машины, Формула изобретения

1. Способ испытания карбюраторного двигателя на стенде с синхронным изменением тормозного момента на валу двигателя в зависимости от частоты вращения вала, заключающийся в том что в автоматическом режиме из10

45 меняют в установленном диапазоне значений частоту вращения вала двигателя и его крутящий момент путем изменения подачи топливной смеси перемещением дроссельной заслонки карбюратора, о т л и ч а ю.шийся тем, что, с целью интенсификации испытаний путем имитации режима двигательного торможения с получением знакопеременного крутящего момента на валу, дроссельнУю заслонку карбюрато" ра.вначале плавно перемещают в сторону увеличения подачи топливной смеси, затем, не останавливая перемещения, резко (скачком) перемещают ее в исходное положение, соответствующее минимально . устойчивой частоте вращения холостого хода.

2. Способ по п.1, о т л и ч а ю— шийся тем, что частоту циклов испытания задают в диапазонe 0„005... ...О, 2Гц„ а частоту вращения вала двигателя — в диапазоне от минимально устойчивой частоты вращения холостого хода до номинальных чисел оборотов, причем крутящий момент на валу двигателя . изменяется при этом в диапазоне (-0,30...+1,0) caoего номинального значения крутящего момента.

3. Устройство для испытания кар-, бюраторного двигателя, содержащее мотор-редуктор, эксцентрик, установленный на его валу,с возможностью регулирования радиуса кривошипа, и регулируемую по длине тягу., причем один конец тяги шарнирно связан с втулкой эксцентрика, а другой шарнирно связан с подпружиненным рычагом поворота дроссельной заслонки, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью интенсификации испытания путем имитации режима двигательного торможения на стенде, эксцентрик выполнен в виде двух взаимно прилегающих пластин с воэможностью перемещения их по плоскости касания, причем одна пластина снабжена двумя сквозными пазами — полукольцевым и прямоугольным, расположенным горизонтально с вогнутой стороны полукаль" цевого паза вдоль его оси симметрии,. другая пластина снабжена центральным сквозным квадратным отверстием и сквозным вырезом в виде сектора. с углом ф. при вершине, причем грани сектора выполнены с возможностью ограничения длины полукольцевого паза

1615596. фиг. 2 обоих концов, вырез обращен в сторону вогнутой части полукольцевого паза и оси симметрии сектора и паза совпадают, пластины размещены на валу редуктора с возможностью фиксации, а втулка эксцентрика размещена в полукольцевом пазу с возможностью свободного перемещения.

4 У трой тво по п 3, о т л и " ч а ю щ е е с я тем, что угол скозо ного сектора 0! = 150 ...170, полукольцевой паэ выполнен в виде параболы, описываемой уравнением у х /20, а прямоугольный паз выполнен на длине 1 = р от точки фокуса параболы, где р — параметр параболы.

1615596 ф

Составитель В.Горбунов

Редактор И.111екчлла Техред Л.Олийнык

Корректор О.Ципле

Заказ 3982 Тираж 443 Подписное

ВфИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

П оизводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101