Стенд для исследования прочности головки цилиндра двигателя внутреннего сгорания

Стенд для исследования прочности головки цилиндра двигателя внутреннего сгорания

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

1. СТЕНД ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОЧНОСТИ ГОЛОВКИ ЦИЛИНДРА ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СЮРАНИЯ, содержаишй основание, ппиту апя закре1ьпения испытуемой гоповки цилиндра, нагреватель , систему обдува нагревателя теппоноситеяем, систему охлаждения гоповки , системы электропитания и управления и технологические клапаны, причем нагреватель размешен в расточке плиты основания под огневым днищем голсшки цилиндра, отличающийс я тем, что, с целью повышения эффек-ч тивности путем приближения условий . испытаний к эксплуатационным, дополнительно снабжен системой механического . нагружения, выполненной в виде гидроцилиндров , неподвижных и подвижных поршней, траверсы, шарнирной и шаровой опор и упругих элементов, причем поршЩ1 paз eIцeны. в гидроцилиндрах, и послед няе установлены на плите основания, концы траверсы через шарнирные связаны с подвижными поршнями, а ее середина через шаровую опору и упругие элементы соединена со стержнями технологических клапанов, которые выполнены с каналами для прохода теплоносителя. 2. Стенд по п. -1, о т л и ч а JO ,щ и и с я тем, что система обдува нагревателя теплоносителем выполнена замкнутой .

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТ ИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„1027566

3 5 <„01 М 15/00

Г ОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

{ 21 ) 3395896/25-06 (22) 18.02.82 (46) 07.07.83. Бюл. М 25 (72) В.И.Бакуткин, В.И.Евенко, Ю.С. Козлов и М.А.Моисеенко (71) Брянский ордена Знак Почета институт транспортного машиностроения (53) 621,43«242.001.6 (088.8) (56) 1. Козлов Ю.С., Моисеенко М.А.

Стенд для исследования термопрочности .головок цилиндра дизеля. Сб. ДВС

НИИИНФОРМТЯЖМАШ, М., 1981, с. 1-4. (54)(57) 1. СТЕНД ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОЧНОСТИ ГОЛОВКИ ЦИЛИНДРА

ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ, содержащий основание, плиту для закрепления испытуемой головки цилиндра, нагреватель, систему обдува нагревателя теплоноситеаом, систему охлаждения головки, системы электропитания и управ пения и технологические- клапаны, причем нагреватель размещен в расточке плить основания под огневым днищем головки цилиндра, о т л и ч а ю m и йс я тем, что, с целью повышения эффек« тивности путем приближения условий испытаний к эксплуатационным, дополнительно снабжен системой механического нагружения, выполненной в виде гидроцилиндров, неподвижных и поцвижных поршней, траверсы, шарнирной и шаровой опор и упругих элементов, причем порш- ни размещены. в гидроцилиндрах, и последние установлены на плите основания, концы траверсы через шарнирные опоры связаны с подвижными поршнями, а ее середина через шаровую опору и упругие элементы соединена со стержнями технологических клапанов, которые выполнены с каналами для прохода теплоносителя.

2. Стенд ло п. -1, о т л и ч а )о.,щ н и с я тем, что система обдува на- гревателя теплоносителем выполнена зам» киутой.

1 10275

Изобретение относится к испытатель ной технике, в частности к стендам для исследования прочности и доводки головки цилиндра двигателей внутреннего сгора ния.

Известны стенды для исследования прочности головки цилиндра двигателя внутреннего сгорания, содержащие оснс .

Ванне, плиту gllQ закрепления испытуемой головки цилиндра, нагреватель, снс- 1О тему обдува нагревателя теплоносителем, систему охлаждения головки, системы электропитания и управления и техноло- гические клапаны, причем нагреватель размещен в расточке плиты основания под огневым днищем головки цилиндра fl. j.

Известные стенды не позволяют моделировать реальные рабочие усповия нагружения головки цилиндра, т.е. одновременное воздействие тепловых нагрузок, обусловленных изменением теплового режима двигателя, и механических нагрузок, определяемых усповиями силового крепления и циклическим воздействием давления газовых сип на огневое днище голов- 5 ки. В известных стендах воздух, обдувая нагреватель, окисляет его спирали и, нагретый, безвозвратно теряется, что снижает надежность и эффективность ра боты нагревателя и искажает условия иопытания.

Цель изобретении — повышение эффективности испытаний головки цилиндра путем приближения условий ее испытаний к эксплуатационным.

Указанная цепь достигается тем, что для исследования прочности головки ци пиндра двигателя внутреннего сгорания, содержащий основание, плиту для закреппения испытуемой головки цилиндра, на40 греватель, систему обдува нагревателя теплоносителем, систему охлаждения головки, системы эпектропитания и управ- пения и технологические клапаны, причем нагреватель размещен в расточке плиты основания под огневым днищем головки цилиндра, допопнитепьно снабжен системой механического нагружения, выпопненной в виде гидроцилиндров, неподвижных и подвижными поршней, траверсы, шарнирной и шаровой опор и упругих элементов, причем поршни размещены в гидроципиндрах, которые уста1ювпены на плите основания, концы траверсы через шарнирные опоры связаны с подвижными поршнями, а ее середина через шаровую опору и упругие элементы соединена со стержнями технологических %папанов, 66 2 которые выполнены с каналами для прохода теплоносителя.

Система обдува нагревателя теплоноси тепем выполнена замкнутой.

На фиг. 1 представлен стенд, разрез; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1.

Стенд содержит основание, плита 1 которого установлена на раму 2. Испытуемая головка 3 цилиндра закреплена на плите 1 шпильками 4 и гайками 5.

Головка 3 имеет седла 6, в которых установлены клапаны 7 с удлиненными стержнями.

Дпя нагрева головки 3 при испытаниях стенд имеет электрический нагреватепь 8 (фиг. 2), который расположен в расточке плиты 1 основания под огневым днищем исследуемой головки 3. Нагреватель 8 представляет собой керамическое основание, на которое. уложена спираль, питаемая электроэнергией через штанги 9 от силового кабеля. Нагреватель 8 установ лен на диске 10. Керамическое основание и диск 10 имеют отверстия, а в клапанах 7 выполнены прорези для прохода теплоносителя.

Расстояние между огневым днищем головки 3 и нагревателем 8 регулируется винтом 11, который ввинчен в кожух 12, прикрепленный снизу к плите 1 основания.

Стенд имеет систему обдува нагревателя, повышающую эффективность и долговечность его работы, Система выполнена замкнутой, вентиляторы 13 которой закреплены на кожухе 12 и соединены рукавами 14 с выпускным и впускным коппекторами головки 3. Система запопнека теплоносителем - воздухом. Как вариант в качестве теплоносителя может быть использован инертный газ, Тепло- носитель в системе находится под давлением выше атмосферного. Стенки между плитой 1, кожухом 12, вентиляторами

13, рукавами 14 9 головкой. 3 уппотне.ЦЫ.

Стенд снабжен системой нагружения, выполненной в виде гидроцилиндров 15 и траверсы 16.

Гидроцилиндры 15 установлены на плите 1 основания, внутри которых размешены неподвижный 17 и подвижный

18.поршни. Гидроципиидры 15 соединены маслопроводами высокого давления с гидропудьсатором (не показаны), подающим масло в полость между поршнями 17 и 18.

На подвижные йоршни 18 через шарсти вой шарнир сухарей 19 и 20 шарнирно оперты концы траверсы 16. Середина

10275 траверсы 16 соединена через шаровой шарнир сухарей 21 и 22 и упругий элемент 23 в вице пакета тарепьчатых пружин со стержнями клапанов 7. Как вариант упру1-ий элемент 23 может быть выполнен в вице вйтой пружины.

Стенд имеет системы электропитания, Охл&жцения испытуемой ГОлОВки и управ пения, элементы которых на чертежах не показаны. 0

Система электропитания предназначена цля питания эпектросиловых элементов стенца и включает силовые кабели, пускатели, обеспечивающие запуск и отключение гицропульсатора, электропривод во- 15 цяного насоса, электрический нагреватель

8, индуктивное сопротивление, включенное в.цепь нагревателя, с помощью которого: регулируется мощность нагревателя, а также контрольно-измерительные приборы,. сигнализирующие о режиме работы уст-ройств стенда.

Система охлажцення стенда предназначена цля Охлаждения испытуемой головки и является замкнутой. Система включает бак, водяной насос, рукава, соециняющие водяной насос с плитой I, в которой выполнены каналы цля подвода воды в Fo» ловку 3, атакже патрубки,,соециняющие головку 3 с баком.

Система управления предназначена цля

30 управления стендом в ручном и автоматическом режимах. Система имеет блок управления золотниками гицропульсатора, позволяющего регупировать частоту нагружения и режим работы системы нагру- З5 жения; блок управления нагревателем, позволяющий изменять ток в цепи нагревателя, отключать и выключать его через заданный промежуток времени или при достижении заданного уровня темцерату- 40 ры в исследуемой точке головки ципинцра 3; пулЬт управления, на котором раэ»мешены контрольно-измерительные приборы и пусковые кнопки цля ручного управления стенцом. 45 испытуемой головки 3, созцают механические нагрузки и вызывают цеформапию днища головки 3.

При уменьшении давления, масла в по< ности гидропилинцра 1 5, усипие, с кото- . рым подвижные поршни 18 воздействуют через шаровые шарниры, травероу 16, пакет тарельчатых пружин 23 и клапаны

7 на сецла 6 испытуемой головки 3, надает, что снижает механические нагруз- . ки и уменьшает деформацию цнища головки 3.

Перйоцически увеличивая и уменьшая давление масла в полости гицропийинцРов.

15, поцбирают частоту изменения этого цавления близкой к частоте собственных колебаний упругого элемента системы нагруження. При этом элементы системы нагружения будут совершать колебания в зоне резонанса, увеличивая нмплитуцу цеформацнй испытуемой головки 3. Час тоту собственных колебаний системы- иагружения зацают подбором жесткости пружин 23 упругого элемента.

Величину и характер изменения цавления масла в гицроципинцре 15 и веничину деформаций головки 3, создаваемых системой нагружения стенда, зацают из условия соответствия их давлению газов в цилинцре и механическим нагрузкам головки при работе цвигателя.

Оцновременно с механическими нагрузками на головку 3 действуют тепловые нагрузки.

Для создания тепловых нагрузок включают нагреватель 8, мощность которого регулируется инцуктивными сопротивлениями системы электропитания стенда. Одно временно включают систему обцува нагревателя 8. Создают в системе повышенное давление теплоносителя (возцуха ипи инертного газа) и подают его вентиляторами 13 на кожух 12 через расточку в плите 1 основания и отверстия в диске10 на нагреватель 8 и далее на огневое днище головки 3, интеисифицируя при этом теплоотцачу конвекцией. Нагрев гоповки 3 ведут цо цостижения максимальной температуры на огневом цнище головки 3, после чего выкцючают нагре. Стенд работает следующим образом, Исследуемую головку 3 .устанавливают на основание плиты 1 и закрепляют при помощи шпилек 4 и гаек 5 с задан- 50 ным усилием затяжки.

Для соэцания механических нагрузок на испытуемую головку 3 в полость гицроцилиндра 15 между неподвижными 17 и подвижными 18 поршнями гицропульса- 55 тором подают масло, пульсация которого вызывает повторяющиеся изменения цавпения е

66 4

При повышении цавления масла поцвиж ные поршни 18, цвнгаясь вверх, возцействуют через сухари 19 и 20 шаровых шарниров на траверсу 16, которая передает усилие через сухари 21 и 22 шарового шарнира клапаном 7, сжимая пакет тарельчатых пружин 23 упругого элемента. Клапаны 7, воздействуя на седла 6

1 02 7566 ватель 8 и охлаждают головку 3 до минимапьной температуры.

Подбирая интенсивность излучения нагррватепя 8 с помощью индуктивных сопротивнений системы алектропитания стен- 5 да apB eaEIBHHoM расходе и температуре воды на входе в головку Э, модепируют ее температурное поле.

При работе стенда испытуемую головку 3 охнаждают водой, которая пиркупирует в замкнутой системе охлаждения.

Воду из бака подают насосом по трубопроводам и каналам в ппите 1 основания к гоповке 3, поспе охлаждения которой вода спивается обратно в бак. Температура на входе в головку и выходе иэ нее контролируется термометрами.

Иикп нагрева и охпаждеиия головки и нагружения ее механическими нагрузками повторяют до разгружения головки.

Повышение аффективности испытаний головки ципиндра путем рибпижения усповий ее испытаний к реальным за счет использования систем нагружения и обду ва нагревателя теплоноситепем позвопяет сократить сроки испытаний головки пипиндров, повысить аффектнвность и надежность работы нагреватепя.

10275бб

1 02 7566

11, Заказ 4726/46 Тираж 873

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Подписное

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

Составитель Н. Патрахальцев

Редактор H. Безродная Техред В.Далекорей Корректор Г. Огар

1,.