Способ обкатки двигателя внутреннего сгорания

 

Изобретение относится к машиностроению, а именно к обкатке двигателя внутреннего сгорания (ДВС) после изготовления и ремонта. Техническим результатом предложенного способа является улучшение качества обкатки ДВС, увеличение надежности, производительности и сокращение времени за счет введения адаптивного управления режимами обкатки. В способе обкатки ДВС, включающем холодную и горячую приработку, контроль, испытание и диагностику, холодную и горячую приработку ведут адаптивно, где в качестве параметров принимают температуру, крутящий момент, обороты коленчатого вала, причем параметры находятся в функциональной зависимости друг от друга, которые изменяются согласно уравнениям: T = t₁^0,5a; M = t₂^0,5b; W = t₃^0,5c; t₁ = t₂ = t₃, где T - температура двигателя, M - крутящий момент, W - обороты коленчатого вала, a, b, c - коэффициенты интенсивности процесса, t₁, t₂, t₃ - условные значения продолжительности обкатки, окончание приработки и начало диагностики достигается в момент стабилизации параметров температуры, крутящего момента, оборотов коленчатого вала, которые переходят в качестве диагностических. 3 ил.

Изобретение относится к машиностроению, а именно к обкатке двигателя внутреннего сгорания (ДВС) после изготовления и ремонта.

Известен способ обкатки по заданному закону (А.с. СССР N 145815. МКИ⁵ G 01 M 15/00, опубликовано 03.03.87 г.), при котором с целью повышения качества приработки нагрузка увеличивается по закону, характеризующему корреляционные функции экспоненциально-косинусоидального вида.

Недостаток этого способа заключается в том, что обкатка занимает значительное время и сводится к поддержанию существующих "жестких" режимов.

Наиболее близким техническим решением является способ обкатки силовых агрегатов транспортных средств (Патент РФ N 2119588, МПК 6 F 02 В 79/00 Бюл. N 27, 1998), заключающийся в том, что обкатку ведут, используя в качестве параметров работу сил трения, обеспечивающую заданную степень приработки, в качестве параметров обкатки используют такие параметры T, M_c, W, P_м, которые одновременно отражают техническое состояние силового агрегата и задают адаптивный процесс обкатки, до их стабилизации T - температура агрегата, М - крутящий момент, W - обороты коленчатого вала, P_м - давление в масляной магистрали, a W= A/М_c · t, где t - продолжительность обкатки, A - работа сил трения.

Однако известный способ имеет следующие недостатки: обкатка занимает значительное время и рассматривает обкатку и диагностику как различные технологические процессы.

Техническим результатом предложенного способа является улучшение качества обкатки ДВС, увеличение надежности, производительности и сокращения времени за счет введения адаптивного управления режимами обкатки.

Поставленная задача достигается тем, что в способе обкатки двигателя внутреннего сгорания, заключающемся в холодной и горячей приработке, контроле, испытании и диагностике, холодную и горячую приработку ведут адаптивно, в качестве параметров принимают температуру, крутящий момент, обороты коленчатого вала, причем параметры находятся в функциональной зависимости друг от друга, которые изменяются согласно уравнениям T = t₁^0,5a; M = t₂₂^0,5b; W = t₃^0,5c;
t₁ = t₂ = t₃,
где T - температура двигателя;
М - крутящий момент;
W - обороты коленчатого вала;
a, b, c - коэффициенты интенсивности процесса, определяются экспериментальным путем для каждой модели двигателя;
t₁, t₂, t₃ - условные значения продолжительности обкатки,
окончание приработки и начало диагностики достигается в момент стабилизации параметров температуры, крутящего момента, оборотов коленчатого вала, которые переходят в качестве диагностических.

На фиг. 1 представлен характер изменения температуры T в зависимости от времени t.

На фиг. 2 представлен характер изменения момента М в зависимости от времени t.

На фиг. 3 представлен характер изменения оборотов коленчатого вала W в зависимости от времени t.

Способ осуществляется следующим образом. Двигатель устанавливают на обкаточный стенд и подключают к магистралям централизованного масла и водоснабжения. Приработку на холодном режиме ведут от минимально допустимых значений параметров температуры T, крутящего момента М, оборотов коленчатого вала W и какого-либо диагностического параметра (например, P_м), обеспечивающих устойчивый масляной клин в системе смазки до установленных нормативами параметров при холодной обкатке. Режим холодной приработки осуществляют адаптивно изменением параметров T, М, W, которые одновременно характеризуют техническое состояние каждого двигателя и задают адаптивный процесс приработки, при котором стабилизация параметров достигается одновременно. Темп нарастания параметров для каждой модели и для каждого конкретного двигателя будет различным в зависимости от его технического состояния и скорости прирабатываемости. После стабилизации параметров в режиме холодной приработки (t₁. ..t₂) см. фиг. (1, 2, 3) они автоматически переходят в режим горячей приработки, который осуществляется аналогично от установленных нормативов при горячей приработке, до номинальных значений параметров при нормальной технической эксплуатации ДВС.

При стабилизации параметров в режиме горячей приработки (t₃...t₄) фиг. (1, 2, 3), т. е. когда их значения практически не меняются, процесс приработки завершен. С этого момента параметры, отражающие техническое состояние и процесс приработки ДВС, переходят в качество диагностических.

Процесс приработки завершен, начинается диагностирование.

Предлагаемый способ ведения обкатки реализован в Оренбургском Государственном Университете на стенде КИ-2118A мощностью 100 кВт. В качестве конкретного примера взят двигатель ЗИЛ-130, отремонтированный и отрегулированный в соответствии с техническими условиями. Установленный на стенд двигатель прокручивают на холодную при следующих параметрах: T_мин = 20... 25^oC (температура помещения), М_мин = 128...136 Нм, W_мин = 480-550 об/мин. Процесс идет постепенно с увеличением параметров до нормативных значений при холодной обкатке: T_нор = 50^oC, M_нор = 116...120 Нм, W_нор = 1000-1100 об/мин, до их стабилизации. Темп нарастания параметров для каждой модели и для каждого конкретного двигателя будет различным в зависимости от его технического состояния и скорости прирабатываемости. Для ЗИЛ-130 коэффициент нарастания параметров изменяется в пределах: а = 1,5...2,2; b = 2,31...2,416; c = 3,068. . . 3,973. После чего двигатель запускают (ведут горячую приработку), увеличивают число оборотов одновременно с нагрузкой (согласно нормативным значениям параметров). При достижении номинальных значений параметров (для ЗИЛ-130 температуры Т_ном = 75...85^oC, нагрузки М до 66 кВт, оборотов W_ном = 2000 об/мин) обкатка велась до стабилизации параметров: Т, М, W. Стабилизация произошла при следующих параметрах: T=82^oC, М=111 Нм, W=3000 об/мин. Следовательно, данный двигатель обкатан. Параметры, отражающие процесс обкатки, переходят в качество диагностических.

Предлагаемый способ ведения обкатки может быть реализован для любой модели ДВС.

Использование способа для обкатки ДВС позволяет повысить "потенциальную" надежность (заложенную при проектировании, изготовлении, ремонте), за минимальное время учесть не только техническое состояние каждого конкретного двигателя, но и все многообразие условий проведения обкатки, уменьшить разброс всех статистических характеристик отремонтированного двигателя по сравнению с прототипом.

Формула изобретения

Способ обкатки двигателя внутреннего сгорания, заключающийся в холодной и горячей приработке, контроле, испытании и диагностике, холодную и горячую приработку ведут адаптивно, в качестве параметров принимают температуру, крутящий момент, обороты коленчатого вала, причем параметры находятся в функциональной зависимости друг от друга, отличающийся тем, что функциональная зависимость параметров выражена уравнениями:
T = t₁^0,5a;
M = t₂^0,5b;
W = t₃^0,5c,
где T - температура двигателя;
M - крутящий момент;
W - обороты коленчатого вала;
a, b, c - коэффициенты интенсивности процесса;
t₁ = t₂ = t₃ - условные значения продолжительности обкатки,
окончание приработки и начало диагностики достигается в момент стабилизации параметров температуры, крутящего момента, оборотов коленчатого вала, которые переходят в качестве диагностических.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3