Способ обкатки двигателя внутреннего сгорания

 

Изобретение относится к двигателестроению, в частности к способам обкатки двигателей внутреннего сгорания при их изготовлении или ремонте. Технический результат заключается в повышении эффективности обкатки двигателей внутреннего сгорания. Способ обкатки двигателя внутреннего сгорания заключается в том, что холодную обкатку начинают на максимальных оборотах, контролируя при этом концентрацию металлических частиц, удаляемых маслом, и после достижения заданной величины концентрации снижают обороты до минимальных. После проведения холодной обкатки устанавливают орган подачи топлива в положение 80% от максимального и после разгона двигателя до частоты вращения, соответствующей максимальному крутящему моменту, производят нагружение таким образом, чтобы компенсировать приращение толщины масляного слоя, вызванного приработкой сопряжений двигателя. Значение толщины масляного слоя будет изменяться по математическим зависимостям, приведенным в формуле изобретения. 1 ил.

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано для обкатки двигателей внутреннего сгорания при их изготовлении или ремонте.

Известен способ обкатки двигателя внутреннего сгорания (авторское свидетельство СССР 1305418, МПК F 02 В 79/00, 1987г.), заключающийся в том, что холодную обкатку двигателя, путем его прокрутки электродвигателем, проводят с частотой вращения коленчатого вала равной максимальной, контролируя при этом концентрацию металлических частиц, удаляемых маслом, и после достижения заданной величины концентрации снижают обороты до минимальных, и проводят горячую обкатку, заключающуюся в постепенно возрастающем торможении двигателя электродвигателем с одновременным циклическим перемещением органа подачи топлива, причем циклическое перемещение органа подачи топлива осуществляется с резонансной частотой, определяемой индивидуально для каждого типа двигателя.

Однако известный способ обкатки имеет следующие недостатки: для осуществления способа предварительно требуется определение резонансной частоты, при которой скорость приработки сопряжений максимальна, при этом строят логарифмические амплитудную и фазовую частотные характеристики крутящего момента, определяют передаточную функцию, модуль этой функции и резонансную частоту колебаний органа подачи топлива, соответствующие максимальной скорости приработки.

Изобретение направлено на повышение эффективности обкатки двигателей внутреннего сгорания путем сокращения продолжительности и повышение качества процесса.

Технический результат достигается тем, что холодную обкатку начинают на максимальных оборотах, контролируя при этом концентрацию металлических частиц, удаляемых маслом, и после достижения заданной величины концентрации снижают обороты до минимальных, после проведения холодной обкатки устанавливают орган подачи топлива в положение 80% от максимального и поле разгона двигателя до частоты вращения, соответствующей максимальному крутящему моменту, производят нагружение таким образом, чтобы компенсировать приращение толщины масляного слоя ΔS, вызванного приработкой сопряжений двигателя.

Отличительным признаком от прототипа является то, что после проведения холодной обкатки устанавливают орган подачи топлива в положение 80% от максимального и поле разгона двигателя до частоты вращения, соответствующей максимальному крутящему моменту, производят нагружение таким образом, чтобы компенсировать приращение толщины масляного слоя ΔS, вызванного приработкой сопряжений двигателя. Значение толщины масляного слоя будет изменяться по следующим зависимостям: S_max= S²_нач/4δ, где d - диаметр вала, мм; n - частота вращения вала, с; η - динамическая вязкость масла, Па с; k - удельное давление вала на подшипник, Па; с - коэффициент формы подшипника; δ - суммарная высота микронеровностей, мм.

Сущность предлагаемого способа обкатки заключается в автоматическом поддержании режима приработки сопряжений при граничной смазке.

Способ осуществляется следующим образом.

Двигатель подвергают холодной обкатке путем его прокрутки от электродвигателя. В первый период времени (t_l, чертеж) прокрутку проводят с частотой вращения коленчатого вала, равной максимальной, при этом в сопряжениях реализуется жидкостной режим смазки. Продолжительность такого режима обкатки устанавливают из условия полной промывки плохо доступных полостей двигателя от оставшихся после механической обработки частиц, например по продолжительности контактов между шейками и вкладышами коленчатого вала при прохождении частиц, вымываемых маслом. После резкого падения продолжительности контактов, соответствующего окончанию промывки, частоту вращения электродвигателя снижают, доводя ее до минимальной (t₂, чертеж). Затем пускают двигатель, устанавливают орган подачи топлива в положение 80% от максимального и производят его фиксирование и после разгона двигателя до частоты вращения, соответствующей максимальному крутящему моменту, производят его нагружение. Нагружение продолжается до стабилизации частоты вращения коленчатого вала на уровне частоты вращения холостого хода данного типа двигателя (t₃, чертеж). При этом приработка будет происходить в условиях граничного трения, поскольку на детали цилиндро-поршневой группы и кривошипно-шатунного механизма действуют максимальные газовые и значительные инерционные нагрузки. В процессе приработки сопряжений будет наблюдаться рост частоты вращения коленчатого вала, что вызовет увеличение толщины масляного слоя, и соответственно будет уменьшать интенсивность приработки.

Значение толщины масляного слоя будет изменяться по следующим зависимостям:
S_max= S²_нач/4δ,
где d - диаметр вала, мм;
n - частота вращения вала, с;
η - динамическая вязкость масла, Па•с;
k - удельное давление вала на подшипник, Па;
с - коэффициент формы подшипника;
δ - суммарная высота микронеровностей, мм.

Возвращение режима приработки сопряжений двигателя в условия максимальной интенсивности (граничного трения) осуществляется увеличением тока в обмотке нагрузочного генератора, то есть увеличением нагрузки на валу двигателя.

Циклы адаптивного увеличения нагрузки на валу двигателя будут продолжаться до окончания приработки сопряжений (t₄, чертеж), момент которой будет определяться величиной тока в нагрузочном устройстве, при этом двигатель должен развивать крутящий момент не менее 80% от максимального значения.

Формула изобретения

Способ обкатки двигателя внутреннего сгорания, заключающийся в том, что холодную обкатку начинают на максимальных оборотах, контролируя при этом концентрацию металлических частиц, удаляемых маслом, и после достижения заданной величины концентрации снижают обороты до минимальных, отличающийся тем, что после проведения холодной обкатки устанавливают орган подачи топлива в положение 80% от максимального и после разгона двигателя до частоты вращения, соответствующей максимальному крутящему моменту, производят нагружение таким образом, чтобы компенсировать приращение толщины масляного слоя ΔS, вызванного приработкой сопряжений двигателя, при этом значение толщины масляного слоя будет изменяться по следующим зависимостям:

S_max= S²_нач/4δ,
где d - диаметр вала, мм;
n - частота вращения вала, с;
η - динамическая вязкость масла, Па•с;
k - удельное давление вала на подшипник, Па;
с - коэффициент формы подшипника;
δ - суммарная высота микронеровностей, мм.

РИСУНКИ

Рисунок 1