Устройство для испытаний выхлопной системы двигателя внутреннего сгорания

 

Сущность изобретения: устройство содержит плиту 1, установленные на ней опоры 2 с упругими элементами 3, кинематически связанными с испытуемым двигателем 4 и его выхлопной системой 5. Генератор 7 вибраций установлен на двигателе 4. Горелка 8 подключена к выхлопному патрубку двигателя. Между выходным патрубком 10 горелки и выхлопной системой двигателя установлен соединительный узел 12. При проведении испытаний вибровозбудитель передает колебания двигателю 4, его выхлопной системе 5 и соединительному узлу 12. Колебания не воздействуют на корпус горелки 8, т. к. труба 14 не имеет жесткой связи с трубопроводом 16, а последний связан с корпусом горелки 8 посредством подвижного соединения. Двигатель и его выхлопная система могут колебаться и деформироваться, не оказывая воздействия на горелку 8. Подача горячих газов в выхлопную систему двигателя осуществляется горелкой 8. 4 з. п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к испытаниям механизмов, в частности элементов систем двигателей внутреннего сгорания (ДВС) и может быть использовано в испытательных стендах, обеспечивающих имитацию условий работы элементов двигателей транспортных средств в эксплуатации.

Известно устройство, содержащее опорные средства для удержания как ДВС, так и его выхлопной системы, с тем чтобы обеспечить вибрацию всего узла, вызываемую в течение испытаний для моделирования фактических условий работы. Кроме того, известное устройство включает систему возбуждения вращения, содержащую электромотор и трансмиссионные средства, приводимые электромотором. Такой возбуждающий узел громоздок и сложен, поскольку включает в себя всю трансмиссию транспортного средства, расположенную таким образом, чтобы соединить выходной вал электромотора с валом ДВС.

Известно устройство, содержащее генератор вибрации, выполненный в виде вращающейся массы, кинематически связанный с объектом испытаний, и горелку, подключенную к выпускному трубопроводу.

Однако в известном устройстве горелка установлена на фиксированной опоре, в то время как выхлопной патрубок образует часть испытательного узла, который подвергается вибрации, что снижает надежность работы устройства в целом.

Целью изобретения является повышение надежности устройства.

Цель достигается тем, что устройство для испытания выхлопной системы ДВС, содержащее стенд, выполненный в виде плиты (основания) с установленными на нем опорами, снабженными упругими кинематически связанными с испытуемым двигателем и его выхлопной системой, подсоединяемой к выхлопному патрубку двигателя по схеме, соответствующей сборке на самоходном транспортном средстве, генератор вибрации, установленный на испытуемом двигателе, горелку, установленную на фиксированной опоре и подключенную своим выходным патрубком к выхлопной системе двигателя, причем генератор вибрации выполнен в виде ротационного вибровозбудителя с независимым приводом, отличающееся тем, что известное устройство дополнительно снабжено соединительным узлом, установленным между выходным патрубком выхлопной системы двигателя, а соединительный узел содержит корпус, подводящую трубу и гибкую вставку, корпус жестко соединен с выхлопным патрубком и снабжен центральным трубопроводом, сообщающимся с внутренней полостью выхлопного патрубка, подводящая труба сообщается с выходным патрубком горелки, причем один конец подводящей трубы жестко соединен с корпусом горелки, а другой ее конец, обращенный к выходному отверстию центрального трубопровода установлен с зазором относительно последнего, гибкая вставка охватывает подводящую трубу, один конец гибкой вставки жестко соединен с корпусом горелки, а противоположный конец гибкой вставки жестко присоединен к корпусу соединительного узла, причем гибкая вставка выполнена в виде гофрированной втулки из упругого материала, первый конец последней выполнен с фланцем для крепления к корпусу горелки, а второй конец гофрированной втулки установлен внутри кольца и уплотнен относительно последнего, причем кольцо служит для жесткого крепления к корпусу соединительного узла, опора горелки содержит подвижные элементы, кинематически связанные между собой и установленные с возможностью независимого перемещения горелки по меньшей мере в трех ортогональных направлениях.

На фиг. 1 представлена конструкция устройства в целом; на фиг. 2 - часть устройства в увеличенном масштабе.

Устройство (фиг. 1 и 2) содержит стенд, выполненный в виде плиты 1, с установленными на ней опорами 2, снабженными упругими элементами 3, кинематически связанными с испытуемым двигателем 4 и его выхлопной системой 5, подсоединяемой к выхлопному патрубку 6 двигателя. Генератор 7 вибрации установлен на двигателе 4 и выполнен в виде ротационного вибровозбудителя. Горелка 8 установлена на фиксированной опоре 9 и подключена своим выходным патрубком 10 к выхлопному патрубку двигателя 4. Между выходным патрубком 10 горелки 8 и входным патрубком 11 выхлопной системы двигателя 4 установлен соединительный узел 12, который содержит корпус 13, подводящую трубу 14 и гибкую вставку 15. Корпус 13 жестко соединен с выхлопным патрубком 6 двигателя 4 и снабжен центральным трубопроводом 16, сообщающимся с внутренней полостью 17 выхлопного патрубка 6. Подводящая труба 14 сообщается с выходным патрубком 10 горелки 8, причем один конец подводящей трубы 14 жестко соединен с корпусом горелки 8, а другой конец подводящей трубы 14 обращен к выходному отверстию центрального трубопровода 16 и не имеет жесткой связи с последним. Гибкая вставка 15 охватывает подводящую трубу 14, и выполнена в виде гофрированной втулки 18 из упругого материала, причем один конец последней снабжен фланцем 19 для крепления к корпусу горелки 8. Второй конец гофрированной втулки 18 установлен внутри кольца 20 и уплотнен относительно последнего. Кольцо 20 жестко связано с корпусом 13 соединительного узла 12. Опора 9 горелки 8 содержит подвижные элементы 21, 22, 23, кинематически связанные между собой и установленные с возможностью независимого перемещения горелки 8 по меньшей мере в трех ортогональных направлениях. Горелка 8 имеет штуцеры 24 и 25 для подключения к источникам подачи в горелку воздуха и горючего газа, например, метана.

Устройство работает следующим образом.

Элементы устройства испытывают и монтируют на стенде согласно схеме по фиг. 1 и 2. Одновременно производится соединение горелки 8 с входным патрубком 11 выхлопной системы 5 двигателя 4 при помощи соединительного узла 12 и подвижных элементов 21, 22, 23 опоры 9. После выполнения указанных операций приступают непосредственно к испытаниям. Для этого осуществляют запуск вибровозбудителя, который передает колебания двигателю 4 и его выхлопной системе 5.

Кроме того колебания передаются соединительному узлу 12, однако они не могут воздействовать на корпус горелки, вследствие того, что подводящая труба 14 не имеет жесткой связи с трубопроводом 16, а последний связан с корпусом горелки 8 посредством подвижного соединения, содержащего уплотнительное кольцо 20, и упругой гофрированной втулки 18. Таким образом, двигатель 4 и выхлопная система 5 являются свободными, для того чтобы колебаться и деформироваться, не оказывая воздействия на горелку 8.

Подача горячих газов в выхлопную систему 5 двигателя 4 осуществляется горелкой 8. Конструкция соединительного узла обеспечивает непроницаемое для газов гидравлическое соединение горелки и входного патрубка 6 при изменениях параметров подаваемых газов (температура, расход) и вибрационном воздействии на испытуемый объект. (56) Патент Италии N 67112-А/89, кл. G 01 M 15/00, 1989.

Формула изобретения

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИСПЫТАНИЙ ВЫХЛОПНОЙ СИСТЕМЫ ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ, содержащее стенд, выполненный в виде плиты с установленными на ней опорами, снабженными упругими элементами, кинематически связанными с испытуемым двигателем и его выхлопной системой, подсоединяемой к выхлопному патрубку двигателя по схеме, соответствующей сборке на самоходном транспортном средстве, генератор вибрации, установленный на испытуемом двигателе, горелку, установленную на фиксированной опоре и подключенную выходным патрубком к выхлопной системе двигателя, причем генератор вибрации выполнен в виде ротационного вибровозбудителя с независимым приводом, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности, устройство дополнительно содержит соединительный узел, установленный между выходным патрубком горелки и входным патрубком выхлопной системы двигателя, соединительный узел содержит корпус, подводящую трубу и гибкую вставку, корпус жестко соединен с выхлопным патрубком и снабжен центральным трубопроводом, сообщающимся с внутренней полостью выхлопного патрубка, подводящая труба сообщается с выходным патрубком горелки, причем один конец подводящей трубы жестко соединен с корпусом горелки, а другой ее конец, обращенный к выходному отверстию центрального трубопровода, установлен с зазором относительно последнего, гибкая вставка охватывает подводящую трубу, один конец гибкой вставки жестко соединен с корпусом горелки, а противоположный конец жестко присоединен к корпусу соединительного узла.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что гибкая вставка выполнена в виде гофрированной втулки из упругого материала.

3. Устройство по п. 2, отличающееся тем, что один конец гофрированной втулки выполнен с фланцем для крепления к корпусу горелки.

4. Устройство по пп. 2 и 3, отличающееся тем, что второй конец гофрированной втулки установлен внутри кольца и уплотнен относительно последнего, причем кольцо служит для жесткого крепления к корпусу соединительного узла.

5. Устройство по пп. 1 - 4, отличающееся тем, что опора горелки содержит подвижные элементы, кинематически связанные между собой и установленные с возможностью независимого перемещения горелки по меньшей мере в трех ортогональных направлениях.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2