Устройство для испытания выпускных клапанов дизельных двигателей

 

Изобретение относится к испытаниям двигателей внутреннего сгорания, а именно к устройствам для испытания выпускных клапанов преимущественно высокофорсированных дизелей. Целью изобретения является повышение точности и сокращение времени проведения испытаний. Это достигается за счет выполнения на фаске выпускного клапана 3 лыски 7, образующей с поверхностью седла 5 дроссельный канал 6 с поперечным сечением в виде сегмента. Лыска 7 выполнена по секущей плоскости, параллельной образующей конической поверхности седла 5. Во входном участке канала 6 отношение величины стрелки сегмента к его хорде оптимально составляет 0,058-0,105. 1 з.п. ф-лы.-З ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)ю G01 М 15/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ .

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ," .

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4739824/06 (22) 25.09.89 (46) 30.11.91. Бюл. М 44 (71) Производственное объединение "Челябинский тракторный завод им.В.И.Ленина" (72) В.И.Бутов, М.П.Домнышев, Б.А.Мурдасов и С.Л.Лапаев (53) 621.436.001,5(088.8) (56) Umland F., Rlvkopf М. Ventilkorroslon in

Dlselmotoren, MTZ, 1982, вып.43, hb 9, с.379, (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ BЫПУСКН ЫХ КЛАПАН О B ДИЗ ЕЛ Ь Н ЫХ ДВ ИГАТЕЛ ЕЙ (57) Изобретение относится к испытаниям двигателей внутреннего сгорания, а именно

Изобретение относится к испытаниям двигателя внутреннего сгорания и его составных частей, а именно к устройствам для испытания выпускных клапанов преимущественно высокофорсированных дизелей.

Цель изобретения — повышение точности и уменьшение продолжительности испытаний.

На фиг.1 изображено устройство для испытания выпускных клапанов; на фиг,2- вид

А на фиг,1; на фиг.3 — график продолжительности испытаний в зависимости от отношения размеров стрелки сегмента к его хорде на входе в дроссельный канал, Устройство содержит головку 1 цилиндров с размещенными в ней впускными и выпускными клапанами 2 и 3, коническими седлами 4 и 5 впускных и выпускных клапанов и дроссельными каналами 6, причем выпускные клапаны 3 выполнены с лысками

7. Дроссельнай канал 6 образован поверхÄÄ5U„„1б95165 А1 к устройствам для испытания выпускных клапанов преимущественно высокофорсированных дизелей. Целью изобретения является повышение точности и сокращение времени проведения испытаний. Это достигается за счет выполнения на фаске выпускного клапана 3 лыски 7, образующей с поверхностью седла 5 дроссельный канал 6 с поперечным сечением в виде сегмента.

Лыска 7 выполнена по секущей плоскости, параллельной образующей конической поверхности седла 5. Во входном участке канала 6 отношение величины стрелки сегмента к его хорде оптимально составляет

0,058 — 0,105. 1 з.п. ф-лы,-3 ил. ностями конического седла 5 и лыски 7 выпускного клапана и имеет в поперечном сечении форму сегмента, Лыска 7 клапана 3 д выполнена по секущей плоскости, парал- Q, лельной образующей конической поверхности седла 5.

О

Характерным параметром канала 6 явееае3 ляется отношение стрелки h сегмента попе- О речного сечения к его хорде 1 на входе в О канал, оптимальная величина которого составляет h/I = 0,058 — 0,105.

Устройство работает следующим образом.

В такте сжатия, когда выпускные клапаны 3 и впускные клапаны 2 плотно сидят в соответствующих седлах 5 и 4, холодный воздух из цилиндра выходит в выхлопной патрубок (не показан) через каналы 6, выполненные за счет лысок / на каждом из испытуемых клапанов 3, При этом охлажда1695165

15

30

40 толщины наплавки, ются поверхности уплотняющих фасок в каналах 6.

В рабочем такте те же поверхности выпускных клапанов 3 нагреваются горячим газом, Таким образом, при чередующемся охлаждении и нагреве увеличивается амплитуда тепловых нагрузок. При нагреве клапанов 3 интенсифицируется воздействие на их материал агрессивных веществ, содержащихся в горячем газе. Сочетание возросших тепловых нагрузок с интенсивным воздействием агрессивных веществ ускоряет испытания, Поскол.ку каналы 6 выполнены на уплотняющих фасках клапанов 3, а не на седлах 5, как это имеет место у прототипа, разрушающему действию подвержена всегда одна и та же часть клапанной фаски независимо от того клапаны вращаются или стоят на месте, В результате этого ускорение испытаний йроисходит с одновременным повышением достоверности получаемых результатов.

Так как каждый выпускной клапан испытывается в условиях истечения из цилиндра рабочего тела через один канал, сокращаются потери воздушного заряда в такте сжатия и горячего газа в такте расширения.

Следовательно, сохраняются высокие меха. нические нагрузки на клапаны от сил давления газов в цилиндре. Сочетание высоких механических нагрузок с тепловыми приближает условия работы клапанов к реальным, что способствует как повышению достоверности результатов, так и ускорению испытания.

Сокращение потерь рабочего тела обеспечивается также формой поперечного сечения канала, выполненного в виде сегмента, за счет небольшой его площади, Известно, что разрушение клапана происходит не сразу, а спустя некоторый скрытый (индукционный) промежуток времени, в течение которого происходит количественное накопление происходящих изменений в микро- и макроструктуре материала. Процесс же непосредственного разрушения— прогара происходит весьма интенсивно и сопровождается ростом утечек воздуха и горячего газа из цилиндра двигателя. Наступающие вслед за этим изменения в рабочем процессе, соответствующие началу прогара, фиксируются достаточно просто приборами стенда по падению мощности двигателя и по повышению температуры газа в выпускном канале головки цилиндра, Выбор пределов оптимального отношения

h/I проиллюстрирован графиком в соответствии с серией проведенных испытаний, Установлено, что увеличение h/I свыше

0,105 нецелесообразно, так как ощутимого ускорения испытаний не происходит, а достоверность результатов даже снижается, поскольку различным отношениям h/I, превышающим 0,105, соответствует практически одна и та же продолжительность работы клапана. Это связано с тем, что при увеличении h/I растет площадь сегмента, возрастает прорыв горячего газа и клапан 3 начинает перегреваться, В этом случае преобладающим фактором в механизме разрушения становится высокая температура, приводящая к тому же к резкому снижению жаропрочности материала. При перегреве сокращается скрытый период микро- и макстроструктурных значений в материале и клапан быстро прогорает.

Нецелесообразно также выполнение

h/Iменее, .чем 0,.058. .Из графика видно. что кривая времени асимптотически приближается к оси ординат.

Результат возросшей работоспособности клапана объясняется несколькими причинами, Так, с одной стороны, с уменьшением размеров канала сокращаются утечки горячего газа и холодного воздуха, что недостаточно для увеличения амплитуды тепловых нагрузок. С другой стороны, при уменьшении размеров канала растет отношение поверхности канала к его площади, следовательно, на температуру газового потока сильнее влияет сравнительно холодное седло клапана. В результате понижается температура газового потока, а вместе с ней и температура клапана в полости канала, Соответственно этому замедляется влияние на материал клапана агрессивных веществ.

С уменьшением размеров канала возрастает и разброс данных по продолжительности работы клапана, Это неизбежно связано с ростом относительной величины погрешности размеров канала при его выполнении, Следовательно, снижается и достоверность результатов испытаний.

При испытании клапанов с наплавкой на уплотняющую фаску различных упрочняющих материалов отношение h/1 выбирают таким, чтобы размер стрелки h не превышал

Формула изобретения

1. Устройство для испытания выпускных клапанов дизельных двигателей преимущественно высокофорсированных, содержащее головку цилиндров с размещенными в ней впускными и выпускными клапанами, коническими седлами клапанов и дроссельными каналами, сообщающими полость цилиндра с выхлопным патрубком, о т л и ч а1695165 ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности и уменьшения продолжительности испытаний, дроссельный канал образован поверхностями конического седла и выпускного клапана за счет наличия у последнего 5 лыски и выполнен с поперечным сечением в виде сегмента, причем лыска клапана выполнена по секущей плоскости, параллельной образующей конической поверхности седла.

2, Устройство по п,1, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что отношение стрелки сегмента поперечного сечения дроссельного канала к его хорде на входе в канал составляет 0,0580,105.

1695165

Редактор M.ÊåëåìåLU

Заказ 4156 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101 МИ дО

lф

Ю

Составитель M.Ãîðoõîâ

Техред M.Моргентал Корректор Т.Палий