Способ испытания головки цилиндра и цилиндро-поршневой группы двигателя внутреннего сгорания

Способ испытания головки цилиндра и цилиндро-поршневой группы двигателя внутреннего сгорания

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение позволяет сократить продолжительность испытаний. При работе двигателя циклически меняют момент и частоту и режим охлаждения, -чередуя подачу холодной и горячей жидкости. При этом дополнительно чередуют подачу холодного и горячего воздуха на впуске, согласовывая периоды его подачи с периодами подачи воды. Способ позволяет ускорить процесс накопления повреждений термоусталостного характера, что сокращает сроки доводки. 2 ип.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ ЕСГ1УБ ЛИК

А1 (19) (11) 1. 111 4 G 01 M 13/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К A BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

fl0 ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4272126/25-06. (22) 29.06.87 (46) 23.02,89, Бюл. № 7 (71) Научно-исследовательский и конструкторскп-.технологический институт тракторных и комбайновых двигателей .(72) А А,Базаров, В.В.Трунников и В.П.Пучков (53) 631.43 001.5 (088.8) (56) Жалуд Ф. Ускоренные испытания двигателей внутреннего сгорания на надежность: Технический сборник

¹ 18 и 19 Исследовательского Института ЧКД, Прага, 1984, Изобретение относится к области .машиностроения, а именно к двигате.лестроению, и может быть использова но при ускореннйх стендовых йспытаниях головки цилиндра и цилиндропоршневой группы ДВС на термоциклическую усталость.

Цель изобретения — сокращение продолжительности испытаний двигателя.

На фиг.l приведена, схема испытательного цикла с изменением температуры испытуемой детали (T — T „„ ) во времени (; на фиг. 2 — схема стенда для реализации способа..

Устройство для реализации предла1 гаемого способа испытаний головки цилиндра и цилиндропоршневой группы двигателя на термоциклическую прочность содержит испытуемый двигатель

1, соединенный : приводом 2 с нагружающим устройством .3. Рубашка 4 ох(54) СПОСОБ ИСПЫТАНИЯ ГОЛОВКИ ЦИЛИНДРА И ЦИЛИНДРОПОРШНЕВОИ ГРУППЫ

ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННКГО СГОРАНИЯ (57) Изобретение позволяет сократить продолжительность испытаний, При ра- боте двигателя циклически меняют момент и частоту и режим охлаждения, чередуя подачу холодной и горячей жидкости. При этом дополнительно чередуют подачу холодного и горячего воздуха на впуске, согласовывая периоды его подачи с периодами подачи воды. Способ позволяет ускорить процесс накопления повреждений термоусталостного характера, что сокращает сроки доводки. 2 ил.

2 лаждения двигателя и,впускной тракт

5 посредством патрубков 6 и 7 соеди иены соответственно с распределителями 8 и 9. Кроме того, распределитель

8 соединен с источниками 10 и 11 нагретой и охлажденной воды, а распределитель 9 соединен с теплообменными аппаратами 12 и,l3, которые посредством патрубков 14 - 17 соединены соответственно с агрегатами 18 и 19 наг рева и охлаждения агентов. Елок 20 программного управления электрически связан с нагружающим устройством

3, распределителями 8 и 9, системой

21 управления двигателя и датчиком

22 температуры исследуемой детали в контрольной точке.

Способ испытаний на термоциклическую прочность, например, поршня осу- ществляют следующим образом, 146063

После пуска и прогрева двигатель

1 программным блоком 20 управления переводится на режим номинальной мощности после чего осуществляется по% о 5 дача воды температурпй 90-96 С через распределитель 8 в рубашку 4 охлаждения ДВС 1, затем посредством распределителя 9 во впускной тракт ДВС через нагревательный теплообменный аппарат 12 подается горячий воздух темо пературой 100-120 С.

По достижении максимальной стабильной температуры в контрольной точке поршня ДВС 1 от датчика 22 поступает сигнал в блок 20 программного управления, По команде от блока 20 распределитель 9 воздуха производит переключение потока горячего воздуха во впускной тракт ДВС 1 на холодный о воздух температурой 5-10 С, поступающий из охладительного теплообменного аппарата. Процесс подачи холодного воздуха осуществляют до достижения минимальной стабильной температу" 25 ры поршня. Процесс чередования тепловых режимов повторяют до появления термоусталостных повреждений на поршне. При этом максимальная температура в цикле нагрева не должна превы- у> шать предельных для материала детали значений, которые приводят к резкому падению прочностных свойств материала, значительным пластическим деформациям и оплавлению, т.е.отказам, не характерным для эксплуатации.

Температура поршня при подаче холодного воздуха из теплообменного аппарата не должна достигать предельно низких значений, при которых, нап- 4О ример, резко возрастает газовая коррозия или происходит интенсивное осмоление.

Время подачи холодного и горячего воздуха ограничивается достижением 45 контрольными деталями стабильного температурного состояния.

При испытаниях способом, B котором чередуются только подача холодной или горячей. воды в сопряжениях ДВС, в частности, цилиндр . — поршень, может нарушаться тепловой зазор, что приводит к задиру, при этом не будут выявлены термоусталостные повреждеHB исследуемых деталях TBK KGK 55 при номинальной мощности ДВС поршень под действием горячих газов, нагреваясь, расширяется быстрее, чем цилиндр, смываемый холодной водой тем9

4 пературой 30 С, При чередовании тепловых режимов температурой 30 и 90 С в деталях ДВС, омываемых охлаждающей ср едой, происходят температурные напряжения, приводящие к термоусталостным повреждениям. Ускорить процесс испытаний на термоусталостную прочность, чередуя лишь температуру воды, не представляется возможным в связи с нарушением тепловых зазоров и ограниченностью введенного тепла за счет сгоревшего в ДВС топлива.

При испытаниях предлагаемым спо- . собом время прогрева деталей ДВС сокращается за счет подачи горячего воздуха из нагревательного теплообменного аппарата во впускной тракт двигателя. При этом поршень и остальные детали, омываемые горячим газом, нагреваются быстрее.

Ъ

Для уменьшения времени охлаждения деталей ДВС во впускной тракт двигателя подают холодный воздух из охладительного теплообменного àïïàрата или окружающей среды. Для ликвидации задиров во время охлаждения деталей между цилиндром и поршнем тепловой зазор сохраняется за счет одновременной подачи охлажденной. воды в рубашку охлаждения и холодного воздуха во впускной тракт ДВС, при этом поршень и цилиндр уменьшаются в размерах одновременно, причем скорость изменения их размеров можно регулировать за счет температуры охлаждающей среды в рубашке охлаждения и воздуха во впускном тракте без увеличения времени испытаний.

Сокращение времени термического цикла испытания при помощи указанных операций при сохранении требуемой амплитуды температурного воздействия позволяет по сравнению с известным способом ускорить накопление повреждений термоусталостного характера в 2,0-2,5 раза.

Использование способа испытаний головки цилиндра и цилиндропоршневой группы ДВС позволит ускорить процесс накопления повреждений термоусталостного характера, т.е. ускорйть выявление слабых мест в конструкции головки цилиндра и цилиндропоршневой группы, и позволит сократить срок их доводки с минимальными затратами.

5 .. 14606

Формула изобретения

Способ испытания головки цилнндЪ ра и цилиндропоршневой группы двигателя внутреннего сгорания, заключающийся в том, что при работе двигателя проводят циклическое изменение мо мента и частоты вращения с помощью нагружающего устройства и меняют ре- 10 жимы охлаждения, чередуя подачу в двигатель холодной и горячей охлаждающей жидкости, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью сокращения

39 6 продолжительности испытаний, при из1 1 менении режимов охлаждения дополни:тельно, проводят чередование подачи во впускной тракт двигателя холодного воздуха от охладителя и горячего . воздуха от нагревателя, причем чередование подачи холодного воздуха и холодной воды и горячего воздуха и горячей воды

t осуществляют синхронно, а время подачи холодного и горячего воздуха ограничивают моментом. достижения испытуемыми деталями стабильной темпе-, ратуры,