Стенд для ускоренных испытаний двигателя внутреннего сгорания на надежность

 

Изобретение относится к испытательной технике, в частности к стендам для ускоренных испытаний двигателя внутреннего сгорания на надежность и позволяет повысить эффективность испытаний и сократить время их проведения путем приближения условий испытаний к эксплуатационным. Для этого на стенде установлен датчик отметки верхней мертвой точки, сигналы с которого регистрируют осциллографом. С помощью блока управления вибровозбудителя устанавливают частоту колебаний его, равную или кратную частоте вращения вала. С помощью управляемого ждущего мультивибратора производят сдвиг по фазе по отношению к ВМТ пиков вибровоздействий, поступающих с мультивибратора, на необходимый угол. Управляя амплитудой вибраций вибровозбудителя, устанавливают виброскорость его большую, чем максимальная скорость поршня на данном режиме работы испытуемого двигателя. При помощи насосной станции приводятся в действие гидроцилиндры, создающие низкочастотную вибрацию двигателя, причем гидроцилиндры работают в противофазе с одинаковой заданной частотой и амплитудой, что вызывает скручивание блока цилиндров двигателя вокруг его продольной оси. Управление работой гидрораспределителя осуществляется с помощью электронного блока управления. 4 ил.

СОЮЗ СОВатСНИХ

СОЦйАЛИСТИЧЯСНИХ

РКСПУЬЛИН (1% (И) (1) G 01 М 15 00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НСМИТЕТ

flO ИЗОБРЕТЕНИЯ)4 И ОТНРЦТИЯ14

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4383561/25-06 (22) 25,02.88 (46) 23.06.90. Бюл, М 23, (71) Научно-исследовательский конструкторско-технологический институт тракторных и комбайновых двигателей (72) А.В.Усенко, В.В.Трунников, В.П.Пучков и A.À.Áàçàðîâ (53) 621.436.001.5(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 1048353, кл. G 01 M 5/00, 1986. (54) СТЕНД ДЛЯ УСКОРЕННЬК ИСПЫТАНИЙ

ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ НА

НАДЕЖНОСТЬ (») Изобретение относится к испытательной технике, в частности к стендам для ускоренных испытаний двигателя внутреннего сгорания на надежность, и позволяет повысить эффективность испытаний и сократить время их проведения путем приближения условий испытаний к эксплуатационным. Для этого на стенде установлен датчик отметки верхней мертвой

Изобретение относится к испытательной технике, в частности к стендам для ускоренных испытаний двигателей внутреннего сгорания (ДВС) на надежность.

Цель изобретения — повышение эффективности испытаний и сокращение времени их проведения.

На фиг.1 схематически изображен предложенный стенд, общий вид: на точки, сигналы с которого регистрируют осциллографом. С помощью блока управления вибровозбудителя устанавливают частоту колебаний его,равную или кратную частоте вращения вала. С помощью управляемого ждущего мультивибратора производят сдвиг по фазе по отношению к BMT пиков вибровоздействж, поступающих с мультивибратора, на необходимый угол. Управляя амплитудой вибраций вибровозбудителя, устанавливают виброскорость его большую, чем максимальная скорость поршня на данном режиме работы испытуемого двигателя..При помощи насосной станции приводятся в действие гидроцилиндры, создающие низкочастотную вибрацию двигателя, причем гидроцилиндры работают в противофазе с одинаковой заданной частотой и амплитудой, что вызывает скручивание блока цилиндров двигателя вокруг его продольной оси. Управление работой гидрораспределителя .осуществляется с помощью электронного блока управления. 4 ил. фиг.2 — функциональная электрическая схема регулирования подачи высокочастотных виброимпульсов;на фиг.3 гидросхема стенда с системой управления гидроцилиндрами; на фиг.4 схема скручивания блока двигателя.

На основании 1 стенда установлены две пары стоек 2-5, на которых с помощью подшипников 6-9 балансирно подвешены нагрузочное устройство 10 в

15733/2 виде электрической машины и подвеска

11. Картер маховика испытуемого двигателя 12 жестко закреплен болтовыми соединениями с опорой 13, которая, в

Э свою очередь, закреплена на раме подвески 11, передняя часть испытуемого двигателя 12 шарнирно закреплена на гидроцилиндрах 14 и 15, которые также шарнирно крепятся к раме под- 10 вески 11.

Испытуемый двигатель 12 соединен с нагрузочным устройством 10 карданным.. валом 16. На основании 1 установлен также нибронозбудитель 17, со- 15 единенный шарнирно с рамой подвески

11. На двигателе установлен датчик

18 отметки верхней мертвой точки, электрически связанный через преобразователь 19 с управляемым ждущим мультинибратором 20, блоком 21 управления вибровозбудителем и самим нибровозбудителем 17. На вибронозбудителе 17 установлен нибродатчик

22. Преобразователь 19 и нибродатчик

22 через усилители 23 и 24 электрически связаны с электронным или шлейфоным осциллографом 25, Гидроцилиндры 14 и 15 соединены с гидрораспре.делителем 26, насосной станцией 27

1и резервуаром 28. В гидросистеме пре дусмотрен редукционный клапан 29, регулирующий давление рабочей жидкости. В зависимости от способа крепления испытуемого двигателя на тракторе стенд может дополнительно содержать гидроцилиндры 30 и 31, устанавливаемые аналогично гидроцилиндрам 14 и

t5 на раме подвески 11 под задние опоры испытуемого двигателя и подклю- 40 чаемые к гидросистеме.

Двигатель 12 установлен на раме подвески 11, которая опирается на два подшипника 8 и 9, жестко закреплен картером маховика 32 с опорой

13, а передними опорами 33 и 34 блок- картера двигателя — шарнирно с гидроцилиндрами 14 и 15.

Электронный блок 35 управления работой гидроцили1ндров связан с гид рораспределителем 26 через усилитель

36, который, в свою очередь, связан через усилитель обратной связи 37 с датчиком 38 перемещения гидроцилиндров 14 и 15.

Датчик BMT 18 предназначен для определения момента подачи виброимпуль— са от вибровозбудителя 17 относительно заданного положения поршня или коленчатого вала двигателя 12.

В качестве блоков 21 и 35 упранления могут быть использованы генератор синуса, генератор функций или шума.

В качестве вибровозбудителя 17 может быть использован электродинамический вибратор.

Преобразователь 19 представляет собой электронный блок, предназначенный для преобразования и усиления сигнала ВИТ в электрический, Для воспроизнедения высокочастотных колебаний стенд работает следующим образом.

После пуска испытуемого двигателя 12 его коленчатый вал нагружают моментом сопротивления посредством нагрузочного устройства 10, поглощающего мощность двигателя. Затем включают вибровозбудитель 17, вызывающий колебание рамы подвески 11 вместе с двигателем вокруг продольной оси коленчатого вала на подшипниках 8 и

9. Регистрируют осциллографом 25 сигналы,поступающие с датчика 18 отметки верхней мертвой точки (ВИТ) испытуемого двигателя и вибродатчика

22, установленного на вибронозбудителе 17, характеризующие соответственно положение поршня н цилиндре двигателя и нибровоздейстние на двигатель по отношению к ВМТ, С помощью блока управления 2 1 вибронозбудителем 17 устанавливают частоту колебаний двигателя относительно продольной оси коленчатого вала, равную или кратную частоте вращения коленчатого вала. Затем с по мощью управляющего ждущего мультивибратора 20 производят сдвиг по фазе (равнозначно по углу поворота коленчатого вала) пиков ниброноздействий на необходимый угол по отношению к сигналам, поступающим от датчика верхней мертвой точки. Управляя амплитудой вибраций нибровозбудителя 17, устанавливают его виброскорость, превышающую максимальную скоро ть поршня на данном режиме работы испытуемого двигателя 12. Необходимая амплитуда вибраций находится по известной зависимости: !

7 макс

А>

27i f l573372

Ч вЂ” максимальная скорость макс поршня на данном режиме работы двигателя; — частота вибраций. где

Заданный закон нагружения блока двигателя 12 гидроцилиндрами 14 и 15 определяется на основании информации 30 об эксплуатационной нагруженности (скручивании) блока цилиндров от сил, возникающих при наезде машины на макронеровности поверхности почвы, При этом возможны два подхода: первый — задание модели случайного процесса от генератора .случайных шумов (ГСШ), имитирующего реальный процесс нагруженности по соответствующим статическим характеристикам (среднее 4р значение, дисперсия, спектральная плотность и т.д.), второй — задание реального процесса нагружения с помощью магнитофильма достаточной продолжительности. С учетом доли веса 45 каждого из режимов работы машины за весь срок эксплуатации.

Соединение гидроцилиндров (двух сразу), которые обеспечивают скручивание блока по заданному закону и ° схема управления гидроцилиндрами приведены на фиг.3. Рабочий ход поршней цилиндров 14 и 15 определяется деформацией блока, вызванной усилиями, возникающими в эксплуатации.

55

Работа стенда в части скручивания блока испытуемого двигателя 12 по заданному закону нагружения с низкой частотой (0,5-2 Гц) осуществляется следующим образом. Сигналы, например, 10 от электронного блока 35, имитирующего реальный процесс нагружения, через усилитель 36 воздействуют на гидрораспределитель 26, который регулирует поток жидкости, поступающий под давлением от насосной станции

27 в гидроцилиндры 14 и 15, создавая в них перемещение штоков с усилием, обеспечивая деформацию (скручивание) блока относительно опоры l3 вокруг продольной оси.

Гидроцилиндры 14 и 15 могут работать как в противофазе, так и синхронно с одинаковой частотой и аплиту-. дой.

Схема сил, действующих на блок и вызывающих его скручивание, приведена на фиг.4, Таким образом, предлагаемый стенд позволяет приблизить стендовые испытания двигателя к наиболее тяжелым эксплуатационным условиям,а следовательно, и сократить время испытаний за счет сообщения двигателю сложных колебательных движений с учащенной цикличностью по сравнению с возникающими в эксплуатации, что вызывает интенсивный износ деталей и снижает число циклов нагружения до наступления усталостных разрушений. формула изобретения

Стенд для ускоренных испытаний двигателя внутреннего сгорания на надежность, содержащий нагрузочное устройство, основание, две пары стоек, подвеску с рамой, механизм качания подвески, вибровозбудитель с блоком управления и преобразовательное устройство, причем стойки размещены на основании, подвеска и нагружающее устройство. расположены балансирно соответственно на одной и другой парах стоек, а ось качания подвески совпадает с осью коленчатого вала испытуемого двигателя, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повышения эффективности испытаний и сокращения времени их проведения. путем приближения условий испытаний к эксплуатационным, стенд дополни-, тельно содержит опору, датчик отметки верхней мертвой точки и устройство для скручивания блока испытуемого двигателя, включающее гидроцилиндры, датчик перемещения штока гидроцилиндров,усилитель обратной связи, электронный блок управления, усилитель, электрогидрораспределитель и гидронасос, причем датчик перемещения штоков гидроцилиндров соединен через усилитель обратной связи с электронным блоком управления, который через усилитель соединен с электрогидрораспределителем, а испытуемый двигатель установлен на раме подвески посредством гидроцилиндров и опоры„ жестко связанной с картером маховика испытуемого двигателя и с рамой подвески.

1573312

1573372 ж !

Составитель Н.Патрахальцев

Техред Л. Сердюкова Корректор Н.Король

Редактор С.Патрушева

Подписное

Тираж 445

Заказ 1639

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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