Устройство измерения вибрации гильзы цилиндра двигателя внутреннего сгорания с жидкостным охлаждением

Авторы патента:

G01M15 - Испытание машин и двигателей (испытание топливовпрыскивающей аппаратуры F02M 65/00; испытание зажигания двигателей внутреннего сгорания, например проверка синхронизации F02P 17/00; обнаружение стуков в двигателях внутреннего сгорания G01L 23/22)

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано для измерения вибрации гильз цилиндров двигателей внутреннего сгорания при их испытаниях. Устройство измерения вибрации гильзы цилиндра двигателя внутреннего сгорания с жидкостным охлаждением содержит корпус, блок цилиндров, шток, гильзу цилиндра, вибродатчик, установленный на штоке, вибродатчик, установленный на блоке цилиндров, первое и второе вычитающие устройства, первое и второе регистрирующие устройства, первый и второй аналого-цифровые преобразователи, первый и второй анализаторы спектра сигнала. Техническим результатом является повышение точности измерения и достоверность технического диагностирования, что повышает эффективность испытаний. 1 ил.

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано для измерения вибрации гильз цилиндров двигателей внутреннего сгорания при их испытаниях.

В качестве аналога изобретения может быть рассмотрено устройство, осуществляющее определение вибрации гильзы цилиндра двигателя внутреннего сгорания при их испытаниях [1]. В этом аналогичном устройстве корпус устройства установлен в отверстие блока цилиндров и в нем расположен переходник, выполненный в виде штока, поджатого одним концом к гильзе цилиндра при помощи пружины и регулировочной резьбовой втулки. На другом конце штока установлен вибродатчик и между корпусом и штоком размещены уплотнения.

Недостатками аналога [1] являются высокая погрешность измерения из-за регистрации датчиком вибрации, кроме вибраций гильзы, вибраций блока цилиндров, передаваемых на шток через корпус устройства, регулировочную резьбовую втулку, пружину и уплотнения.

Цель изобретения - повышение точности измерений вибрации гильзы за счет исключения вибраций блока цилиндров.

Техническим результатом, который может быть достигнут при использовании изобретения, является повышение точности измерений и достоверности технического диагностирования.

На чертеже представлена блок-схема устройства измерения вибрации гильзы цилиндра двигателя внутреннего сгорания с жидкостным охлаждением.

Устройство содержит корпус 1, блок цилиндров 2, шток 3, гильза цилиндра 4, вибродатчики 5 и 6 первое вычитающее устройство 7, первое регистрирующее устройство 8, второй и первый аналого-цифровые преобразователи 9 и 10, первый и второй анализаторы спектра сигнала 11 и 12, второе вычитающее устройство 13, второе регистрирующее устройство 14.

Корпус 1 устройства установлен в отверстие блока цилиндров 2. Через корпус 1 проходит шток 3. Один конец штока 3 через водяную рубашку блока 2 двигателя прижат к наружной поверхности гильзы 4, а на другом его конце установлен вибродатчик 5. Вибродатчик 6 установлен на наружной поверхности блока цилиндров 2 в непосредственной близости от места установки корпуса 1. Выход вибродатчика 5 параллельно соединен со входом первого аналого-цифрового преобразователя 10 и с первым входом первого вычитающего устройства 7, второй вход которого параллельно соединен с выходом вибродатчика 6 и со вxoдoм второго aнaлoго-цифpoвoгo преобразователя 9, выход которого соединен со входом первого анализатора спектра сигнала 11, выход которого соединен со вторым входом второго вычитающего устройства 13. Выход первого вычитающего устройства 7 соединен со входом первого регистрирующего устройства 8. Выход первого аналого-цифрового преобразователя 10 соединен со входом второго анализатора спектра сигнала 12, выход которого соединен с первым входом второго вычитающего устройства 13, выход которого соединен со входом второго регистрирующего устройства 14.

В качестве первого вычитающего устройства 7 можно использовать дифференциальную схему включения вибродатчиков 5 и 6, соединив вместе их массы и подключив их на один вход первого регистрирующего устройства 8, а другие выводы вибродатчиков подключить к разным входам первого регистрирующего устройства 8, в качестве которого можно использовать вольтметр или осциллограф. Аналого-цифровые преобразователи 9 и 10 выполнены на основе резистивной матрицы. Анализаторы спектра сигнала определяют его спектральную плотность, используя интеграл Фурье. Второе вычитающее устройство 13 выполнено на основе унифицированного измерительного преобразователя. В качестве второго регистрирующего устройства 14 можно использовать вольтметр.

Устройство работает следующим образом.

Вибродатчик 5, установленный на штоке 3, регистрирует совместные вибрации гильзы 4 и блока цилиндров 2. Вибродатчик 6, установленный на наружной поверхности блока цилиндров 2, регистрирует вибрации блока цилиндров 2. Сигналы вибродатчика 5 X_г(t) и вибродатчика 6 X_б(t) поступают на первое вычитающее устройство 7, работающее по алгаритму X_и(t)=X_г(t)-X_б(t).

Полученный сигнал Х_и(t), представляющий собой электрическую разницу между вибрацией гильзы 4 и вибрацией блока цилиндров 2, поступает на первое регистрирующее устройство 8, фиксирующее среднее действующее значение сигнала, то есть его интегральную характеристику.

Сигнал с вибродатчика 5 X_г(t), преобразованный из аналогового в цифровой вид первым аналого-цифровым преобразователем 10, поступает во второй анализатор спектра 12, определяющий его спектральную плотность по формуле

где У_г(t) - сигнал X_г(t), преобразованный преобразованием Фурье по формуле

где А₀ - постоянная составляющая сигнала Xг(t); An и

_n - амплитуда и фаза n-й гармонической составляющей сигнала X_б(t); n - номер гармоники.

Сигнал с вибродатчика 6 X_б(t), преобразованный из аналогово в цифровой вид аналого-цифровым преобразователем 9, поступает в анализатор спектра 11, определяющий его спектральную плотность по формуле

где У_б(1) - сигнал X_б(t), преобразованный преобразованием Фурье по формуле

где А₀ - постоянная составляющая сигнала X_б(t);
An и

_n - амплитуда и фаза n-й гармонической составляющей сигнала Х_б(t);
n - номер гармоники.

Второе вычитающее устройство 13 определяет разницу между S_г(j

) и S_б(j

) по формуле
S_ачх = S_г(j

)-S_б(j

),
которая фиксируется вторым регистрирующим устройством и дает более полную картину вибрации гильзы, так как определяет частотную характеристику сигналов, не учитываемую первым регистрирующим устройством.

Предлагаемое устройство позволяет повысить точность измерений и достоверность технического диагностирования, что повышает эффективность испытаний.

Список используемой литературы
1. Байбурин Т.М., Егорычев М.С., Виноградов Л.К. Устройство для определения вибрации гильзы цилиндра двигателя внутреннего сгорания с жидкостным охлаждением. А.с. 1399655, кл. G 01 М 15/00, 1988 г.

Формула изобретения

Устройство измерения вибрации гильзы цилиндра двигателя внутреннего сгорания с жидкостным охлаждением, содержащее корпус, установленный в отверстие блока цилиндров, резьбовую регулировочную втулку и пружину, переходник, выполненный в виде штока, расположенного в корпусе и поджатого одним концом к гильзе при помощи пружины и регулировочной втулки, причем на другом конце штока установлен вибродатчик, а уплотнения размещены между корпусом и штоком, отличающееся тем, что в него дополнительно введены вибродатчик, установленный на наружной поверхности блока цилиндров в непосредственной близости от места установки корпуса устройства, первое вычитающее устройство, первое регистрирующее устройство, первый и второй аналого-цифровые преобразователи, первый и второй анализаторы спектра сигнала, второе вычитающее устройство, второе регистрирующее устройство, причем выход вибродатчика, установленного на штоке, параллельно соединен со входом первого аналого-цифрового преобразователя и с первым входом первого вычитающего устройства, второй вход которого параллельно соединен с выходом вибродатчика, установленного на блоке цилиндров, и со входом второго аналого-цифрового преобразователя, выход которого соединен со входом первого анализатора спектра сигнала, выход которого соединен со вторым входом второго вычитающего устройства, выход первого вычитающего устройства соединен со входом первого регистрирующего устройства, выход первого аналого-цифрового преобразователя соединен со входом второго анализатора спектра сигнала, выход которого соединен с первым входом второго вычитающего устройства, выход которого соединен со входом второго регистрирующего устройства.

РИСУНКИ

Рисунок 1

Изобретение относится к области ракетостроения и может быть использовано при производстве кислородно-керосиновых жидкостных ракетных двигателей (ЖРД)

Устройство для измерения компрессии в цилиндре двигателя внутреннего сгорания // 2192628

Изобретение относится к двигателестроению, в частности к испытательной и диагностической технике, и может быть использовано для определения технического состояния цилиндропоршневой группы (ЦПГ) двигателя внутреннего сгорания (ДВС) путем измерения компрессии в цилиндре

Способ диагностирования двигателя внутреннего сгорания // 2191362

Изобретение относится к эксплуатации машин и может быть использовано при диагностировании двигателей внутреннего сгорания

Способ оценки технического состояния и остаточного ресурса пневмогидравлических агрегатов // 2190839

Изобретение относится к области диагностики, преимущественно к способам оценки технического состояния и остаточного ресурса пневмогидравлических агрегатов

Способ защиты двигателя и устройство для его реализации // 2188962

Изобретение относится к автоматическому управлению двигателями, в частности к средствам для автоматической защиты дизельных двигателей при возникновении аварийных ситуаций в момент их пуска

Способ диагностирования двигателя внутреннего сгорания // 2187792

Изобретение относится к двигателестроению, в частности к способам диагностирования двигателей внутреннего сгорания, и может быть использовано для определения технического состояния цилиндро-поршневой группы и газораспределительного механизма ДВС

Способ диагностики помпажа компрессора газотурбинного двигателя // 2187711

Изобретение относится к области раннего обнаружения неустойчивой работы газотурбинного двигателя (ГТД), в частности помпажа компрессора, характеризуемого сильными низкочастотными колебаниями параметров потока в проточной части ГТД, и позволяет повысить быстродействие и достоверность диагностики помпажа компрессора ГТД за счет более раннего определения начальной стадии помпажа на основе информации о динамике изменения контролируемых параметров

Устройство для измерения параметров дизельного двигателя // 2187689

Изобретение относится к двигателестроению, в частности к испытаниям топливной дизельной аппаратуры

Устройство для диагностики системы зажигания двигателя внутреннего сгорания // 2187014

Изобретение относится к двигателестроению и может быть использовано для экспресс-анализа и измерения угла зажигания, снятия характеристики регулятора опережения зажигания

Способ испытаний твердотопливного ракетного двигателя // 2187012

Способ обкатки и испытаний дизель-генератора и стенд для его осуществления // 2194962

Изобретение относится к двигателестроению, в частности к испытанию тяжелых двигателей внутреннего сгорания, и может быть использовано на железнодорожном транспорте, а также на судоремонтных, авторемонтных и других предприятиях, связанных с эксплуатацией и ремонтом двигателей внутреннего сгорания

Устройство регистрации детонации двигателя // 2195641

Изобретение относится к измерительной и диагностической технике и может быть использовано для регистрации детонации двигателя

Способ обнаружения пропуска зажигания в двигателе внутреннего сгорания, система для осуществления указанного способа и автомобиль, содержащий систему для обнаружения пропуска зажигания // 2198389

Изобретение относится к способам обнаружения пропусков зажигания в ДВС

Стенд для испытания турбокомпрессора двигателя внутреннего сгорания // 2199727

Устройство по определению тяги и составляющих вектора тяги электрореактивного двигателя и способ испытаний // 2202773

Изобретение относится к области наземных испытаний космической техники и может быть использовано при испытаниях различных типов электрореактивных двигателей (ЭРД) и двигательных установок (ЭРДУ) на их основе

Универсальная исследовательская переналаживаемая рама- платформа для монтажа и доводки силовых агрегатов транспортных средств (варианты) // 2202774

Изобретение относится к испытательному оборудованию и предназначено для проведения исследований и доводки конструкций транспортных средств по шуму и виброкомфорту

Способ управления работой транспортного двигателя внутреннего сгорания на режиме динамического холостого хода и устройство для его осуществления // 2204730

Способ измерения силы тяги электрореактивного двигателя (варианты) и устройство для его осуществления // 2204814

Изобретение относится к силоизмерительной технике, а именно к средствам измерения силы тяги электрореактивных двигателей

Метод и устройство непрерывного функционального диагностирования топливной аппаратуры высокого давления // 2206078

Изобретение относится к двигателестроению, в частности к системам и способам испытания и диагностирования топливной аппаратуры двигателей внутреннего сгорания

Система обкатки и диагностики двигателей внутреннего сгорания // 2206762

Изобретение относится к двигателестроению, в частности к системам для проведения обкатки и диагностики двигателей внутреннего сгорания (ДВС)