Способ ускоренных испытаний деталей кривошипно-шатунного механизма поршневого двигателя внутреннего сгорания

 

О П И С A Н И Е (ii)935736

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Соцяалксткческкх

Республик

{6I ) Дополнительное к авт. свкд-ву (22) Заявлено 08.08.80 (21) 2991621/25-06 (5l)M. Кл.

G 01 М 15/00 с присоединением заявки Jй.—

3Ьеударстееиый комитет

СССР

II0 делам иэобретеиий и открытий (23) Приоритет

Опубликовано 15.06.82, Бюллетень Рй 22

Дата опубликования описания 15.06.82 (53).УД К 620.16 (088.8) Л. В. Лаврентьев, А. А, Петухов, В. А, Дьяченко и А. Д. Ефимов /

/ ..-... ", 4 с-

f л

/ с (72) Авторы изобретения

{71) Заявитель (54) СПОСОБ УСКОРЕННЫХ ИСПЫТАНИЙ ДЕТАЛЕЙ КРИВОШИПНОШАТУННОГО МЕХАНИЗМА ПОРШНЕВОГО ДВИГАТЕЛЯ

ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано при ускоренной оценке надежности и долговечности деталей кривошипно-шатунного механизма поршневых двигателей внутреннего сгорания.

Известен способ ускоренных испытаний деталей кривошипно-шатунного механизма норшневого двигателя внутреннего сгорания, заключающийся в том, что систему газообмена двигателя соединяют с источником сжатого воздуха, а коленчатый вал вращают от приводного агрегата (1).

Однако известный способ не позволяет за счет газовых сил в камере двигателя внутреннего сгорания увеличить нагруженность дета15 лей кривошипно-шатунного механизма, не повышая величины максимального давления в цилиндре, а значит — снизить длительность усталостных испытаний.

Целью изобретения является снижение трудо20 емкости испытаний путем увеличения нагрузки на детали кривошипно-1аатунного механизма.

Поставленная цель достигается тем, что впускной и выпускной клапаны каждого цилиндра открывают поочередно на каждый оборот коленчатого вала в момент, когда угол между осями шатуна и кривошипа равен 90, и соответственно закрывают их при нахождении поршня в нижней мертвой точке.

На фиг. 1 изображена известная схема сил, действующих в кривошипно-шатунном механизме поршневого двигателя; на фиг. 2 пример реализации способа; на фнт. 3 — диаграммы фаз газораспределения и соответству.ющих им величин давлений газа в цилиндре.

Известно, что величина тангенциальнон составляющей Рт силы Рш (фиг. 1) в момент а поворота коленчатого вала, когда угол о между осями шатуна и кривошипа равен 90, равна абсолютной величине силы Рш, так как

Рт = Рш ° sin (180 — ) ) где Рш — сила, действующая вдоль оси шатуна;

Рт — тангенцнальная составляющая силы Рш, — угол между осями шатуна и кривошипа.

3 935736

Если в момснт, когда "= 90 (в такте сжатия), обеспечить максимально допустимое давление Pmax в цилиндре двигателя и ограничить его дальнейшее повышение, то в таком положении коленчатого вала величины сил

Рт и Рща„одновременно достигают своих макИсточники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР N 236077, кл. G 01 М 3(00, 1967, симальных за рабочий цикл значений. При этом сина Рг (радиальная составляющая силы

Рш) отсутствуст В момент, когда Я = 90, максимальной является также и величина ра- IO диального давления Й поршня на стенки гильзы цилиндров. При заданном (налример Рп,ах) значении максимального давления в цилиндре силы 1 т и N в этот момент имеют значения, превышающие возможные величины этих сил 15

l (при том жс Роа„) за рабочий. цикл на двигателе с обычным процессом гаэообмена. Это. приводит к повышению уровня напряжений кручения в коленчатом валу при неизменном уровне напряжений изгиба. Поскольку нагру- щ женность испытуемых деталей определяется суммарным воздействием указанных сил, то уровень максимальной нагруженности коленчатого вала увеличивается. Увеличивается также уровень нагруженности гильзы цилиндров.

В начале открытия газообменного клапана и в процессе движения поршня к BMT образующееся проходное сечение может не обеспечить снижения давления в цилиндре, и оно будет возрастать до недопустимых величин.

Сохранить в этом случае момент (по углу поворота коленчатого вала достижения максимального давления в цилиндре при .заданном давлении газа на впуске можно, например, за счет обеспечения начала открытия газообменно-35

ro клапана ранее заданного момента достижения максимального давления в цилиндре.

На макете 1 четырехтактного четырехцилиндрового двигателя (без организации процесса сгорания) установлен распределительный вал 2, впускной и выпускной кулачки (с оди40 наковым профилем) 3 (фиг. 2). Коленчатый вал макета 1 двигателя соединен муфтой 4 с валом приводного электромотора 5, Выпускной 6 и впускной 7 тракты макета сообщены через ресивер 8 и регулятор 9 давления с ис- 45 точником 10 сжатого газа (например компрессором). При необходимости регулирования процесса газообмена между ресивером 8 и цилиндрами макета 1 двигателя на сообщающих их трубопроводах можно установить ре- 50 гулирувмые запорно-дроссельные устройства 11.

С целью исключения встречи впускного 12 и выпускного 13 клапанов с днищем поршня в последнем выполнены нормально расположенные к днишу цилиндрические углубления по 55 всей площади проекции клапана на поршень, Способ осуществляется следующим образом.

Газ поступает в ресивер 8 иэ источника 10 сжатого газа, обеспечивая в ресивере 8 заданное давление Рр, поддерживаемое регулятором 9 давления. Начало открытия (фиг. 3) впускного клапана 12 в момент а = ао, т.е. за (360 — а,) до ВМТ, когда 1"= 90 (фиг,1), обеспечивает начало выпуска в ресивер 8 газов из цилиндра. При движении поршня к ВМТ и расширении надпоршневого газа давление в цилиндре падает ниже уровня давления газа в системе газообмена, поэтому имеет место наполнение цилиндра газом под давлением Рр из ресивера 8. Клапан 12 закрывается (например в момент а = 180, т.е. в ВМТ). При дальнейшем вращении коленчатого вала газ сжимается до заданного давления Рщах и с момента а = а1 (начало открытия выпускного клапана 13) выталкивается (через клапан 13) в ресивер 8. К концу закрытия (а =. 540 ) выпускного клапана 13 обеспечивается наполнение цилиндра газом под давлением Рр из ресивера 8. Далее воздух сжимается до давления Рп,а„и с момента а = а (начало открытия впускнога клапана 12) цикл повторяется, Использование предлагаемого способа позволяет ускорить процесс ycrayocTHwx испьпаиий деталей кривошипно-шатунного механизма за счет обеспечения повышенной нагруженности испытуемых деталей и расширить диапазон исследований по определению влияния характера нагрузочного импульса на их работоспособность.

Формула изобретения

Способ ускоренных испытаний деталей кривошипно-шатунного механизма поршневого двигателя внутреннего сгорания, заключающийся в том, что систему газообмена двигателя соединяют с источником сжатого воздуха, а коленчатый вал вращают приводным агрегатом, отличающийся тем, что, с целью снижения трудоемкости испытаний путем увеличения нагрузки на детали кривошипно-шатунного механизма, впускной и выпускной клапаны каждого цилиндра открывают поочередно на каждый оборот коленчатого вала в момент, когда угол между осями шатуна и кривошипа равен 90, и. соответственно закрывают их при нахождении поршня в нижней мертвой точке.

935736

Составитель Ю, Филин

Техред М. Тенер

Редактор С. Тимохина

Корректор М. Коста

Тираж 887

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 4195/41

Подписное

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4