Способ исследования процесса наполнения цилиндра поршневого двигателя и устройство для его осуществления

 

Изобретение предназначено для повышения точности исследования процессов наполнения цилиндров поршневых двигателей при впуске. При вращении коленчатого вала 7 шатун 4 и поршень 3 перемещаются вниз. После открытия клапана 5 рабочая жидкость из емкости 8 заполняет цилиндр 1. Одновременно из сосуда 10 лод давлением осуществляется впрыск жидкости-трассера 12 через кран 11 и капиллярную трубку 9 в поток рабочей жидкости. 2 с.и 5 з.п. ф-лы, 3 ил. Ё О ел VI о 43 о Фиг.}

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)з 6 01 М 15/00

ГОСУДАРСТВЕ ННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

"- "тццу ар ГЕНА

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

15 (21) 4493922/06 (22) 15.09.88 (46) 23.06.91. Бюл. М 23 (75) Б,И. Соколов и P.Ê, Насыров (53) 621.43-001.5(088,8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 1043510, кл. G 01 М 15/00, 1982. (54) СПОСОБ ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОЦЕССА

НАПОЛНЕНИЯ ЦИЛИНДРА flOPLIJHEBQГО ДВИГАТЕЛЯ ПРИ ВПУСКЕ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

„„Ы „„1657999 А1 (57) Изобретение предназначено для повншения точности исследования процессов наполнения цилиндров поршневых двигателей при впуске. При вращении коленчатого вала 7 шатун 4 и поршень 3 перемещаются вниз. После открытия клапана 5 рабочая жидкость из емкости 8 заполняет цилиндр 1. Одновременно из сосуда 10 под давлением осуществляется впрыск жидкости-трассера 12 через кран 11 и капиллярную трубку 9 в поток рабочей жидкости. 2 с.и 5 з.п. ф-лы, 3 ил.

1657999 сти

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано для исследования процессов наполнения цилиндров поршневых двигателей в процессе их испытаний.

Цель изобретения — повышение точноНа фиг, 1 представлено устройство, разрез; йа фиг, 2 — клапан, разрез по вертикаль:- нбй" оси; на фиг. 3 — схема размещения кинокамер.

Устройство состоит из прозрачного стеклянного цилиндра 1, поршня 2, шатуна

3 и коленчатого вала 4, впускного клапана 5, ; эжимного кулачка 6. Впускной трубопровод 7 соединен с открытой емкостью 8, объем которой больше рабочего объема цилиндра 1. Бо впускной трубопровод 7 перед клапаном 5 введена капиллярная трубка 9, питаемая от сосуда 10 через кран 11. В сосуде 10 находится жидкость-трассер 12, которая выдавливается поршнем 13, приводимым от коленчатого вала 4 через тягу 14 пружины 15 и рычаг 16. По обе стороны от цилиндра на одной высоте устанавливаются две киносъемочные камеры 17 и 18, включаемые синхронно и синфаэно в процессе движения поршня от в,м.т, до н.м.т. Клапан 5 вь;полнен (фиг. 2) с подводом жидкоститрассера через вертикальный канал 19 в стойке клапана 5 и боковое отверстие 20, выходя цее на фаску 21 клапана 5, Цилиндр

1 снабжен сливным патрубком 22 с краном

23, Способ осуществляется следующим образом.

Предварительно поршень 2 опускается

fl положение í.M.T., кран 11 закрывается, кран 23 открывается, клапан 5 опускается и цилиндр 1 промывается от r.ðåäûäóùåãî состава, После этого поршень 2 поднимается положение в.м.т., кран 23 закрывается, полость цилиндра 1, трубопровод 7 и емкость 8 заливаются прозрачным рабочим телом -- жидког гью, клапан 5 îceñг и кдается и занимает свое рабочее положение под кулачком 6, кран 11 открывается, после чего устройство готово к рабочему ходу, который начинается с момента вращения от постороннего механизма коленчатого вала 4, хода поршня 2 вниз, открытия клапана 5. При движении поршня 2 вниз происходит поступление жидкости из емкости 8 в цилиндр

1, Одновременно из сосуда 10 под давлением поршня 13 происходит впрыскивание струи жидкости-трассера 12 через капиллярную трубку 9 и кран 11 в поток рабочей жидкости.

Одновременно с началом движения поршня 2 включаются кинокамеры 17 и 18 и

55 проводится синхронная покадровая съемка траектории движения струи (капель) жидкости-трассера в объеме цилиндра. Процесс сьемки проходит до прихода поршня в положение н.м.т„ после чего устройство вновь подготавливается к работе.

Плотность жидкости-трассера 12 выбирается равной плотности рабочего тела для компенсации сил тяжести и предотвращения искажения ее траектории, а также из условия, чтобы зэ время рабочего хода поршня 2 диффузия происходила незначительно и траектория движения могла быть достаточно четко зафиксирована на кинопленке камер 17 и 18, Жидкость-трассер и рабочее тело выбираются из условия

i/ =(0,02-0,04) „/T() где Vg — скорость диффузии трассера в рабочем теле в спокойном состоянии или ламинарном потоке, м/с, D« диаметр цилиндра,м;

То — время движения поршня от в.м.т. до н.м,т.

Время рабочего хода может быть выбрано достаточно большим (единицы и десятки секунд), удобным для наблюдения, съемки, зрительного просматривания процессов движения элементарных своруй трассера.

Для удобства изучения и фиксации отдельных элементарных струй рабочего тела в цилиндре 1 кэпиллярная трубка 9 может устанавливаться и вводить жидкость-трассер 12 в любой точке по периметру седла клапана 5. То же самое можно делать путем ввода жидкости-трассера 12 через отверстие 20 в фаске тарелки клапана 5, для чего имеется вертикальный канал 19 в стержне клапана 5, который соединяется с сосудом

10 резиновым шлангом 9 (фиг, 2). Для ввода жидкости-трассера 12 в любую элементарную струю рабочего тела клапан может поворачиваться нэ произвольный угол относительно вертикальной оси.

Для одновременной фиксации траекторий нескольких элементарных струй и наглядности изучения их поведения во впускной канал 7 могут быть введены по периметру тарелки клапана 5 несколько капиллярных трубок 9, каждая от своего сосуда, причем для удобства наблюдения жидкости-трэссеры в них могут быть разного цвета, а весь рабочий ход фиксируется на цветную кинопленку.

Расшифровка пар одновременно отснятых кадров на обеих пленках позволяет построить пространственные траектории движения трассера и по ним провести вычисление положений и скоростей движения частиц рабочего тела — жидкости в модельНоМ цилиндре и газового потока в реальном

1657999 цилиндре двигателя внутреннего сгорания в любой точке объема и в любой момент времени.

Формула изобретения

1. Способ исследования процесса эа- 5 полнения цилиндра поршневого двигателя при впуске, включающий заполнение ци линдра потоком оптически прозрачной рабочей жидкости и трассировании ее элементарных струй при наполнении цилинд- 10 ра оптически непрозрачной жидкостью-грассером и фиксации процесса наполнения кинокамерой, отличающийся тем, что, с целью повышения точности, ввод жидкоститрассера осуществляется под давлением че- 15 рез капиллярную трубку в зоне седла клапана, в заданном месте по его периметру.

2.Способпоп,1, отличзющийся тем, что осуществляется ввод жидкоститрассера с заданной скоростью диффузии в 20 рабочей жидкости.

3. Способ по пп. 1 и 2, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что в поток рабочей жидкости вводят одновременно в разных местах по перимет у несколько струй жидкостей-трассеров с раз- 25 ными цветами окраски.

4, Способ по пп. 1 — 3, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что фиксация процесса осуществляется двумя кинокамерами в перпендикуляр30 ных плоскостях на высоте, равной половине высоты цилиндра. причем работа кинокамер осуществляется синхронно и синфазно.

5. Устройство для исследования процесса наполнения цилиндра поршневого двигателя при впуске, содержащее выполненные в заданном масштабе прозрачный цилиндр, поршень, шатун, коленчатый вал, впускной коллектор, клапан с седлом и систему подачи жидкости-трассера с сосудом, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повышения точности, система подачи жидкости-трассера содержит капиллярную трубку, отверстие которой располагается во впускном коллекторе на образующей конуса седла клапана на расстоянии 3...4 мм от его верхнего среза, 6. Устройство поп. 5, от л и ч а ю щеес я тем, что содержит несколько капиллярных трубок, связанных с сосудами с жидкостями разного цвета.

7. Устройство по п. 5, о т л и ч а ю щ e eс я тем, что капиллярная трубка выполнена в виде канала в теле клапана, вход которого расположен в верхней части стержня клапана и связан с сосудом с жидкостьютрассером, выход расположен на середине образующей тарелки клапана, причем клапан выполнен с воэможностью поворота вокруг вертикальной оси.

1657999

17

Составитель А. Аристов

Редактор В. Петраш Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор О, Кравцова

Заказ 1709 Тираж 359 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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