Способ приработки поршневого двигателя внутреннего сгорания и устройство для его осуществления

Способ приработки поршневого двигателя внутреннего сгорания и устройство для его осуществления

Реферат

 

Изобретение относится к двигателестроению и может быть использовано при производстве и ремонте поршневых ДВС. Изобретение позволяет сократить время и повысить эффективность приработки ДВС. На этапе холодной обкатки ДВС вводят дополнительные ступени с повышенным давлением впуска за счет рециркуляции и дополнительной подачи сжатого воздуха, а на этапе горячей обкатки с динамическим нагружением при разгоне осуществляют нагнетание отработавших газов (ОГ) в ресивер (Р) до избыточного давления в интервале 0,01-0,12 МПа, а при выбеге - подачу ОГ через Р во впускной коллектор ДВС. Устройство содержит три исполнительных механизма (ИМ) 8,9 и 35, манометр 32, переключатель (П) 38 и Р 29, сообщенный с ДВС 4 и через обратной клапан (ОК) 30 с источником сжатого воздуха (ИСВ) 31, через регулятор 33 давления (РД) с системой 28 отвода ОГ, через перепускную заслонку (ПЗ) 34 с ДВС 4 и через впускной обратный клапан (ВОК) 37 с воздухоочистителем (ВО) 5. При холодной обкатке ДВС 4 на дополнительных ступенях включают ИСВ 31 и с помощью П 38 - третий ИМ 35, при этом сжатый воздух от ИСВ 31 при открытом ОК 30 и воздух из выпускного коллектора ДВС 4 поступает в Р 29 и далее на впуск ДВС 4, закрывая ВОК 37. При горячей обкатке ДВС 4 на холостом ходу выключают ИСВ 31 и третий ИМ 35, перекрывая ПЗ 34, а при горячей обкатке ДВС 4 с динамическим нагружением П 38 включают ИМ 8,9 и 35, при этом на тактах разгона при закрытой ПЗ 34 ОГ поступают в Р 29, а на тактах выбега при открытой ПЗ 34 ОГ поступают из Р 29 во впускной коллектор ДВС 4. 2 с. и 3 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано при производстве и ремонте поршневого двигателя внутреннего сгорания (ДВС).

Известен тормозной способ приработки поршневого ДВС (Храмцов Н.В., Королев А.Е., Малаев B.C. Обкатка и испытание автотракторных двигателей. - М.: Агропромиздат, 1991, с. 36. . . 40), включающий этапы холодной обкатки со ступенчатым ростом частоты вращения коленчатого вала, горячей обкатки на холостом ходу с плавным увеличением частоты вращения до ее максимального значения и горячей обкатки под нагрузкой со ступенчатым ростом нагрузки и частоты вращения.

Устройство (Кривенко П.М., Федосов И.М., Аверьянов В.М. Ремонт дизелей сельхозназначения. - М. : Агропромиздат, 1990, с. 226...228.), реализующее данный способ, выполнено в виде обкаточно-тормозного стенда с балансирной машиной, ротор которой соединен с коленчатым валом испытуемого ДВС.

Недостатками описанных тормозного способа приработки поршневого ДВС и устройства для его осуществления являются большая продолжительность и недостаточная эффективность процесса приработки; кроме того, нестабильность нагрузочного момента, создаваемого данным устройством, формирует условия для неравномерной приработки в каждом цилиндре ДВС.

Известен тормозной способ приработки поршневого ДВС (А.с. N1574871, МКИ F 02 B 79/00, БИ N24, 1990 г.), включающий этапы холодной обкатки с регулируемой рециркуляцией воздуха из выпускного коллектора во впускной и ступенчатым ростом частоты вращения, горячей обкатки на холостом ходу с плавным увеличением частоты вращения до ее максимального значения и горячей обкатки под нагрузкой со ступенчатым ростом нагрузки и частоты вращения.

Устройство (А. С. N1574871, МКИ F 02 B 79/00, БИ N24, 1990 г.), реализующее данный способ, выполнено в виде обкаточно-тормозного стенда с балансирной машиной, ротор которой соединен с коленчатым валом испытуемого ДВС, оснащенного турбокомпрессором, выпускной коллектор которого каналом рециркуляции с установленной в нем поворотной заслонкой сообщен с впускным коллектором турбокомпрессора и далее каналом с сапуном картера ДВС.

Недостатками описанных тормозного способа приработки поршневого ДВС и устройства для его осуществления являются значительная продолжительность и недостаточная эффективность процесса приработки, кроме того, нестабильность нагрузочного момента, создаваемого данным устройством, формирует условия для неравномерной приработки в каждом цилиндре ДВС.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому изобретению является бестормозной способ приработки поршневого ДВС (А.с. N1451582, МКИ G 01 M 15/00, БИ N2, 1989 г.), включающий этапы холодной обкатки со ступенчатым ростом частоты вращения, горячей обкатки на холостом ходу с плавным увеличением частоты вращения до ее максимального значения и горячей обкатки с динамическим нагружением двигателя при разгоне и выбеге собственными инерционными массами в определенном интервале частот вращения за счет периодического увеличения и уменьшения подачи топлива на ступенчатых неустановившихся режимах; при разгоне увеличение подачи топлива осуществляют по закону, обеспечивающему повышение частоты вращения с постоянным заданным для данной ступени угловым ускорением, при выбеге уменьшают подачу топлива и за счет дросселирования газов на выпуске с заданным противодавлением увеличивают газовые нагрузки в цилиндрах двигателя по закону, обеспечивающему уменьшение частоты вращения с постоянным угловым замедлением, обратным ускорению разгона на данной ступени.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому изобретению является устройство (Патент РФ N2027982, МКИ G 01 M 15/00, БИ N3, 1995 г.), реализующее данный способ, выполненное в виде бестормозного обкаточного стенда, содержащего электродвигатель, муфту сцепления, коробку перемены передач, испытуемый двигатель внутреннего сгорания с воздухоочистителем, регулятор частоты вращения, топливный насос высокого давления, первый и второй исполнительные механизмы, регулятор хода вылета рабочего органа первого исполнительного механизма, регулятор хода втягивания рабочего органа второго исполнительного механизма, механизм увеличения индикаторной нагрузки, датчик частоты вращения, измеритель частоты вращения, измеритель углового ускорения, блок регулировок, первый и второй компараторы, транзистор, тиристор, блок управления, соединенный с положительной шиной источника постоянного тока напряжением 12 В, коммутатор, соединенный с шиной источника переменного тока напряжением 220 В, выключатель, ваттметр, соединенный с шиной источника трехфазного переменного тока напряжением 380 В, систему отвода отработавших газов.

Недостатком описанных бестормозного способа приработки поршневого ДВС и устройства для его осуществления является уменьшение давления сжатия в цилиндрах ДВС на такте выбега при горячей обкатке с динамическим нагружением по мере снижения частоты вращения, не обеспечивающего достаточных значений газовых нагрузок на сопряжения двигателя, что ухудшает условия, интенсифицирующие приработочные процессы, и увеличивает продолжительность приработки.

Целью изобретения является сокращение времени и повышение эффективности приработки поршневого ДВС.

Поставленная цель достигается тем, что способ приработки поршневого ДВС включает этапы холодной обкатки со ступенчатым ростом частоты вращения, горячей обкатки на холостом ходу с плавным увеличением частоты вращения до ее максимального значения и горячей обкатки с динамическим нагружением двигателя при разгоне и выбеге собственными инерционными массами в определенном интервале частот вращения за счет периодического увеличения и уменьшения подачи топлива на ступенчатых неустановившихся режимах; при разгоне увеличение подачи топлива осуществляют по закону, обеспечивающему повышение частоты вращения с постоянным заданным для данной ступени угловым ускорением, при выбеге уменьшают подачу топлива и за счет дросселирования газов на выпуске с заданным противодавлением увеличивают газовые нагрузки в цилиндрах двигателя по закону, обеспечивающему уменьшение частоты вращения с постоянным угловым замедлением, обратным ускорению разгона на данной ступени, причем на этапе холодной обкатки вводят дополнительные ступени, на которых увеличивают газовые нагрузки в цилиндрах и удельные давления в сопряжениях двигателя за счет повышения давления впуска путем частичной регулируемой рециркуляции воздуха из выпускного коллектора двигателя во впускной с дополнительной регулируемой подачей воздуха под давлением от источника сжатого воздуха; на этапе горячей обкатки с динамическим нагружением двигателя при разгоне осуществляют нагнетание отработавших газов в ресивер до избыточного давления в интервале 0,01...0,12 МПа, а при выбеге осуществляют подачу отработавших газов через ресивер во впускной коллектор двигателя для повышения давления на впуске.

При этом устройство, реализующее данный способ приработки поршневого ДВС, выполнено в виде бестормозного обкаточного стенда, содержащего электродвигатель, муфту сцепления, коробку перемены передач, испытуемый двигатель внутреннего сгорания с воздухоочистителем, регулятор частоты вращения, топливный насос высокого давления, первый и второй исполнительные механизмы, регулятор хода вылета рабочего органа первого исполнительного механизма, регулятор хода втягивания рабочего органа второго исполнительного механизма, механизм увеличения индикаторной нагрузки, датчик частоты вращения, измеритель частоты вращения, измеритель углового ускорения, блок регулировок, первый и второй компараторы, транзистор, тиристор, блок управления, соединенный с положительной шиной источника постоянного тока напряжением 12 В, коммутатор, соединенный с шиной источника переменного тока напряжением 220 В, выключатель, ваттметр, соединенный с шиной источника трехфазного переменного тока напряжением 380 В, систему отвода отработавших газов, дополнительно включающего ресивер, обратный клапан, источник сжатого воздуха, манометр, регулятор давления, перепускную заслонку, третий исполнительный механизм управления перепускной заслонкой, регулятор хода втягивания рабочего органа третьего исполнительного механизма, впускной обратный клапан и переключатель с нормально замкнутыми подвижным и неподвижным контактами и с нормально разомкнутыми подвижным и неподвижным контактами, при этом подвижные контакты переключателя механически соединены между собой, механизм увеличения индикаторной нагрузки соединен с первым входом ресивера, второй вход которого через обратный клапан сообщен с источником сжатого воздуха, первый выход ресивера - с манометром и через регулятор давления с системой отвода отработавших газов, а второй выход ресивера сообщен через перепускную заслонку с впускным коллектором двигателя и через впускной обратный клапан с воздухоочистителем, причем перепускная заслонка соединена с рабочим органом третьего исполнительного механизма, первый вход которого связан с регулятором хода втягивания рабочего органа, вторые входы исполнительных механизмов соединены с нормально замкнутым неподвижным контактом переключателя, нормально замкнутый подвижный контакт которого через выключатель связан с выходом коммутатора, второй вход третьего исполнительного механизма дополнительно соединен с нормально разомкнутым неподвижным контактом переключателя, а нормально разомкнутый подвижный контакт - с шиной источника переменного тока напряжением 220 В.

Новые существенные признаки предлагаемого способа приработки поршневого ДВС заключаются в том, что на этапе холодной обкатки вводят дополнительные ступени, на которых увеличивают газовые нагрузки в цилиндрах и удельные давления в сопряжениях двигателя за счет повышения давления впуска путем частичной регулируемой рециркуляции воздуха из выпускного коллектора двигателя во впускной с дополнительной регулируемой подачей воздуха под давлением от источника сжатого воздуха; на этапе горячей обкатки с динамическим нагружением двигателя при разгоне осуществляют нагнетание отработавших газов в ресивер до избыточного давления в интервале 0,01...0,12 МПа (такие величины давлений не оказывают существенного влияния на рабочий процесс), а при выбеге осуществляют подачу отработавших газов через ресивер во впускной коллектор двигателя для повышения давления на впуске.

Новые существенные признаки устройства, выполненного в виде бестормозного обкаточного стенда, реализующего предлагаемый способ приработки поршневого ДВС, заключаются в том, что устройство дополнительно включает ресивер, обратный клапан, источник сжатого воздуха, манометр, регулятор давления, перепускную заслонку, третий исполнительный механизм управления перепускной заслонкой, регулятор хода втягивания рабочего органа третьего исполнительного механизма, впускной обратный клапан и переключатель с нормально замкнутыми подвижным и неподвижным контактами и с нормально разомкнутыми подвижным и неподвижным контактами, при этом подвижные контакты переключателя механически соединены между собой, механизм увеличения индикаторной нагрузки соединен с первым входом ресивера, второй вход которого через обратный клапан сообщен с источником сжатого воздуха, первый выход ресивера - с манометром и через регулятор давления с системой отвода отработавших газов, а второй выход ресивера сообщен через перепускную заслонку с впускным коллектором двигателя и через впускной обратный клапан с воздухоочистителем, перепускная заслонка соединена с рабочим органом третьего исполнительного механизма, первый вход которого связан с регулятором хода втягивания рабочего органа, вторые входы исполнительных механизмов соединены с нормально замкнутым неподвижным контактом переключателя, нормально замкнутый подвижный контакт которого через выключатель связан с выходом коммутатора, второй вход третьего исполнительного механизма дополнительно соединен с нормально разомкнутым неподвижным контактом переключателя, а нормально разомкнутый подвижный контакт - с шиной источника переменного тока напряжением 220 В.

Применение новых существенных признаков совместно с известными позволяет получить технический результат, заключающийся в сокращении времени и повышении эффективности приработки поршневого ДВС. Способ приработки обеспечивает повышение газовых нагрузок двигателя при холодной обкатке до 1,5...2 раз за счет роста давления впуска, а использование рециркуляции воздуха позволяет сократить время прогрева деталей ДВС на этапе холодной обкатки и продолжительность горячей обкатки на холостом ходу, что приводит к сокращению общего времени приработки. Применение нагнетания отработавших газов в ресивер до избыточного давления в интервале 0,01...0,12 МПа (такие величины давлений не оказывают существенного влияния на рабочий процесс) позволяет использовать накопленную при разгоне энергию газов во время такта выбега для повышения давления на впуске и газовых нагрузок и способствует стабильности создаваемой нагрузки на такте выбега. Ресивер обеспечивает аккумулирование воздуха или отработавших газов для последующего их использования в процессе приработки путем подачи во впускной коллектор ДВС с избыточным давлением. Перепускная заслонка осуществляет перепуск воздуха или отработавших газов в цилиндры двигателя, а впускной обратный клапан автоматически перекрывает поступление воздуха из воздухоочистителя при давлении во впускном коллекторе выше атмосферного. Использование источника сжатого воздуха позволяет поддерживать избыточное давление в ресивере, а наличие манометра дает возможность контроля за давлением в ресивере, поддерживаемым регулятором давления. Введение в устройство третьего исполнительного механизма управления перепускной заслонкой с регулятором хода втягивания рабочего органа и переключателя упрощает автоматическое управление механизмами в процессе приработки.

На чертеже показана функциональная схема устройства для приработки поршневого ДВС.

Устройство для приработки поршневого ДВС, выполненное в виде бестормозного обкаточного стенда, содержит электродвигатель 1, муфту сцепления 2, коробку перемены передач 3, испытуемый ДВС 4 с воздухоочистителем 5, регулятор 6 частоты вращения, топливный насос высокого давления 7, первый и второй исполнительные механизмы 8 и 9, регулятор 10 хода вылета рабочего органа первого исполнительного механизма 8, регулятор 11 хода втягивания рабочего органа второго исполнительного механизма 9, механизм 12 увеличения индикаторной нагрузки, датчик 13 частоты вращения, измеритель 14 частоты вращения, измеритель 15 углового ускорения, блок регулировок 16, первый и второй компараторы 17 и 18, транзистор 19, тиристор 20, блок управления 21, соединенный с положительной шиной 22 источника постоянного тока на 12 В, коммутатор 23, соединенный с шиной 24 источника переменного тока на 220 В, выключатель 25, ваттметр 26, соединенный с шиной 27 источника трехфазного переменного тока на 380 В, систему 28 отвода отработавших газов, дополнительно включает ресивер 29, обратный клапан 30, источник сжатого воздуха 31, манометр 32, регулятор 33 давления, перепускную заслонку 34, третий исполнительный механизм 35 управления перепускной заслонкой 34, регулятор 36 хода втягивания рабочего органа третьего исполнительного механизма 35, впускной обратный клапан 37 и переключатель 38 с нормально замкнутыми подвижным и неподвижным контактами 39 и 40 и с нормально разомкнутыми подвижным и неподвижным контактами 41 и 42, при этом подвижные контакты 39 и 41 переключателя 38 механически соединены между собой, механизм 12 увеличения индикаторной нагрузки соединен с первым входом ресивера 29, второй вход которого через обратный клапан 30 сообщен с источником сжатого воздуха 31, первый выход ресивера 29 - с манометром 32 и через регулятор 33 давления с системой 28 отвода отработавших газов, а второй выход ресивера 29 сообщен через перепускную заслонку 34 с впускным коллектором ДВС 4 и через впускной обратный клапан 37 с воздухоочистителем 5, причем перепускная заслонка 34 соединена с рабочим органом третьего исполнительного механизма 35, первый вход которого связан с регулятором 36 хода втягивания рабочего органа, вторые входы исполнительных механизмов 8, 9 и 35 соединены с нормально замкнутым неподвижным контактом 40 переключателя 38, нормально замкнутый подвижный контакт 39 которого через выключатель 25 связан с выходом коммутатора 23, второй вход третьего исполнительного механизма 35 дополнительно соединен с нормально разомкнутым неподвижным контактом 42 переключателя 39, а нормально разомкнутый подвижный контакт 41 - с шиной 24 источника переменного тока на 220 В.

Процесс приработки ДВС включает три этапа: первый - этап холодной обкатки со ступенчатым ростом частоты вращения, второй - этап горячей обкатки на холостом ходу с плавным увеличением частоты вращения до ее максимального значения, третий - этап горячей обкатки с динамическим нагружением.

Работа устройства в соответствии с этапами приработки на примере четырехтактного четырехцилиндрового дизельного ДВС происходит следующим образом.

Первый этап состоит из шести ступеней продолжительностью 10 мин каждая со ступенчатым ростом частоты вращения коленчатого вала ДВС 4 и величины избыточного давления впуска: 1) 600 мин^-1, 0 МПа; 2) 900 мин^-1, 0 МПа; 3) 1450 мин^-1, 0 МПа; 4) 1450 мин^-1, 0,02 МПа; 5) 1800 мин^-1, 0,05 МПа; 6) 2200 мин^-1, 0,1 МПа.

Перед началом первого этапа приработки включают номер передачи в коробке перемены передач 3, обеспечивающей требуемую для первой ступени холодной обкатки частоту вращения коленчатого вала ДВС 4. Рычаг регулятора 6 частоты вращения устанавливают в положение прекращения подачи топлива (останова) ДВС 4. Выключают муфту сцепления 2, включают электродвигатель 1 и плавно муфту сцепления 2, при этом начинается прокрутка коленчатого вала ДВС 4 с частотой вращения 600 мин^-1. По истечении времени первой ступени выключают муфту сцепления 2, включают следующий, более высокий номер передачи и, плавно включая муфту сцепления 2,осуществляют вторую ступень обкатки. Третью ступень проводят аналогично и после ее окончания устанавливают переключатель 38 в положение, при котором его контакты 39 и 40 размыкаются, а контакты 41 и 42 замыкаются, включая третий исполнительный механизм 35, устанавливающий необходимую для данной ступени степень рециркуляции воздуха путем поворота перепускной заслонки 34 на определенный угол, задаваемый регулятором 36 хода втягивания рабочего органа; включают источник сжатого воздуха 31 и осуществляют четвертую степень обкатки. При этом воздух под давлением от источника сжатого воздуха 31 при открытии обратного клапана 30 и воздух, нагретый от сжатия в цилиндрах ДВС 4, поступают в ресивер 29, создавая в нем избыточное давление 0,02 МПа, задаваемое регулятором 33 давления, а из ресивера 29 сжатый воздух с определенной степенью рециркуляции подается во впускной коллектор ДВС 4, создавая в нем повышенное давление, под действием которого закроется впускной обратный клапан 37, увеличивая тем самым газовые нагрузки на сопряжения ДВС 4.

Последующие ступени проводят аналогично, используя более высокие номера передач в коробке перемены передач 3, повышенные значения давления в ресивере 29 и различную степень рециркуляции. Число ступеней нагрузки на первом этапе приработки зависят от числа цилиндров, среднего эффективного давления, мощности и степени форсированности ДВС.

В процессе холодной обкатки контролируют мощность, затрачиваемую на прокрутку коленчатого вала ДВС 4 по показаниям ваттметра 26, частоту вращения по показаниям измерителя 14 частоты вращения и по манометру 32 давление в ресивере 29, корректируя его при необходимости регулятором 33 давления, который, при повышении давления в ресивере 29 сверх установленного, срабатывает и выпускает часть воздуха в систему 29 отвода отработавших газов.

По завершении первого этапа приработки отключают источник сжатого воздуха 31, переключатель 38 устанавливают в положение, при котором контакты 39 и 40 замкнутся, а контакты 41 и 42 разомкнутся, третий исполнительный механизм 35 выключится и перепускная заслонка 34 закроется. Регулятором 33 давления снижают давление в ресивере 29 до атмосферного.

Перед началом второго этапа приработки, имеющего продолжительность 5 мин, рычаг регулятора 6 частоты вращения переводят в рабочую зону, запускают ДВС 4 и отключают электропитание электродвигателя 1. Под действием разряжения воздуха на тактах впуска ДВС 4 открывается впускной обратный клапан 37. Отработавшие газы ДВС 4 проходят через отключенный механизм 12 увеличения индикаторной нагрузки, ресивер 29 и регулятор 33 давления в систему отвода отработавших газов 28. Повышение частоты вращения осуществляют перемещением рычага регулятора 6 частоты вращения. На данном этапе производят проверку работоспособности топливной системы на максимальных оборотах холостого хода.

Третий этап приработки включает две ступени с ускорениями разгона 135 с^-2 и 180 с^-2 продолжительностью 10 мин каждая в интервале частот вращения от 1600 мин^-1 (нижний предел) до 2200 мин^-1 (верхний предел).

Перед началом третьего этапа приработки регулятором 33 давления в ресивере 29 повышают давление до избыточного в интервале 0,01...0,12 МПа и включают выключатель 25. При этом на первые входы компараторов 17 и 18 с измерителя 14 частоты вращения подается напряжение, соответствующее максимальной частоте вращения и превышающее значение напряжений, соответствующих нижнему и верхнему пределам интервала изменения частоты вращения коленчатого вала ДВС 4, установленных блоком регулировок 16. В результате на выходах компараторов 17 и 18 формируются положительные потенциалы, способствующие открытию транзистора 19 и тиристора 20, подаче напряжения на блок управления 22 и включению коммутатора 23. Напряжение с шины 24 питания источника переменного тока на 220 В через коммутатор 23, выключатель 25 и замкнутые контакты 39 и 40 переключателя 38 подается на исполнительные механизмы 8, 9 и 35. При этом рабочий орган первого исполнительного механизма 8 переместит рейку (дозатор) топливного насоса высокого давления 7 в положение, соответствующее выключенной подаче топлива. Коленчатый вал ДВС 4, вращаясь по инерции за счет накопленной деталями (в основном маховика) кинетической энергии, создает такт выбега. Одновременно с этим второй исполнительный механизм 9 включит механизм 12 увеличения индикаторной нагрузки, обеспечивающей противодавление на выпуске, а третий исполнительный механизм 35 полностью откроет перепускную заслонку 34 и отработавшие газы из ресивера 29, поступая во впускной коллектор и далее в цилиндры ДВС 4 под избыточным давлением, закроют впускной обратный клапан 37 и повысят давление сжатия, увеличивая тем самым газовые нагрузки на детали ДВС 4. Величину давления в ресивере 29 контролируют по показаниям манометра 32, а величину индикаторной нагрузки при выбеге - по показаниям измерителя 15 углового ускорения.

При уменьшении частоты вращения коленчатого вала ДВС 4 менее верхнего предела интервала изменения частоты вращения первый компаратор 17 выключится и на его выходе появится нулевой потенциал, однако тиристор 21 останется включенным и процесс выбега будет продолжаться. При уменьшении частоты вращения менее нижнего предела интервала изменения частоты вращения выключится и второй компаратор 18 и на его выходе также появится нулевой потенциал, при этом транзистор 19 закроется и выключит тиристор 20, блок управления 22, коммутатор 23 и исполнительные механизмы 8,9 и 35. При этом механизм 12 увеличения индикаторной нагрузки выключится, а первый исполнительный механизм 8 возвратит рейку (дозатор) топливного насоса 7 высокого давления в положение максимальной подачи топлива; перепускная заслонка 34 закроется, а впускной обратный клапан 37 под действием разряжения во впускном коллекторе откроется и воздух от воздухоочистителя 5 будет поступать в цилиндры ДВС 4. Начнется такт разгона с определенным для данной ступени ускорением, контролируемым по показаниям измерителя 15 углового ускорения (в случае отклонения ускорения от заданного его корректируют регулятором 10 хода вылета рабочего органа первого исполнительного механизма 8). Отработавшие газы поступают в ресивер 29 и накапливаются (аккумулируются) в нем до избыточного давления не более 0,12 МПа для последующего использования на такте выбега (при более высоком избыточном давлении срабатывает регулятор 33 давления и часть газов сбрасывается в систему 28 отвода отработавших газов).

В последующем процесс горячей обкатки с динамическим нагружением происходит автоматически. По истечении времени первой ступени регулятором 10 хода вылета рабочего органа первого исполнительного механизма 8 увеличивают угловое ускорение разгона до заданного для второй ступени значения, а регулятором 11 хода втягивания рабочего органа второго исполнительного механизма 9 увеличивают ускорение выбега.

Число ступеней нагрузки на третьем этапе и их продолжительность зависят так же от конструктивных и технических параметров ДВС.

В процессе горячей обкатки с динамическим нагружением контролируют мощность ДВС, величину углового ускорения (при разгоне) или замедления (при выбеге).

В конце горячей обкатки с динамическим нагружением регулятором 11 хода втягивания рабочего органа отключают механизм 12 увеличения индикаторной нагрузки, а регулятором 36 хода втягивания рабочего органа третьего исполнительного механизма 35 закрывают перепускную заслонку 34. Затем определяют эффективную мощность, мощность механических потерь и максимальный крутящий момент ДВС 4 Количество ступеней на всех этапах приработки и их продолжительность определяются как для новых, так и для отремонтированных ДВС в ходе предварительных экспериментальных исследований.

Применение предлагаемых способа приработки поршневого ДВС и устройства для его реализации позволяет сократить на 5.7% ее продолжительность, повысить качество приработки и снизить в 1,5.2 раза затраты на ее проведение по отношению к стандартным технологиям.

При реализации предлагаемого способа приработки поршневого ДВС и устройства для его осуществления возможны следующие варианты: 1. Проведение всех этапов приработки на бестормозном обкаточном стенде на описанных выше режимах. Данный вариант предназначен для проведения технологической обкатки новых и капитально отремонтированных дизелей одной марки в условиях моторных заводов и специализированных ремонтных предприятий.

2. Проведение холодной обкатки на бестормозном обкаточном стенде, а горячей обкатки на холостом ходу и горячей обкатки с динамическим нагружением непосредственно на машинах (тракторах, автомобилях, комбайнах и др.). Для этого устройство, за исключением электродвигателя, муфты сцепления, коробки перемены передач, ваттметра, источника сжатого воздуха и системы отвода отработавших газов, монтируется на ДВС машины. Данный вариант раздельной обкатки предназначен для мастерских предприятий агропромышленного комплекса, станций технического обслуживания и ремонтных предприятий, занимающихся ремонтом техники различных марок. При этом наряду с технологической обкаткой ДВС возможно проведение и эксплуатационной обкатки в стационарных условиях (на специальных или приспособленных открытых площадках) с увеличением времени и числа ступеней на этапе горячей обкатки с динамическим нагружением, что значительно ускорит ввод машин в эксплуатацию с полной нагрузкой и позволит устранить влияние на качество эксплуатационной обкатки субъективных и объективных факторов (несоблюдение режимов эксплуатационной обкатки оператором, превышения нагрузочного режима в процессе разгона машинно-тракторных агрегатов вследствие производственной необходимости и т.п.).

3. Проведение только холодной обкатки на бестормозном обкаточном стенде. Данный вариант предназначен для проведения технологической обкатки новых и капитально отремонтированных дизелей одной марки в условиях моторных заводов и специализированных мотороремонтных предприятий, при этом увеличивают число ступеней холодной обкатки с повышенным давлением впуска и нагрузки на сопряжения ДВС по сравнению с первым вариантом. В этом случае повышается степень приработки сопряжений, что в 2...3 раза снижает продолжительность эксплуатационной обкатки как на типовых, рекомендованных заводами-изготовителями, так и на динамических режимах, более полно выявляются неисправные узлы и детали, улучшается экологическая обстановка в цехах обкатки ДВС, снижается расход топливно-смазочных материалов и стоимость оборудования.

Формула изобретения

1. Способ приработки поршневого двигателя внутреннего сгорания, включающий этапы холодной обкатки со ступенчатым ростом частоты вращения, горячей обкатки на холостом ходу с плавным увеличением частоты вращения до ее максимального значения и горячей обкатки с динамическим нагружением двигателя при разгоне и выбеге собственными инерционными массами в определенном интервале частот вращения за счет периодического увеличения и уменьшения подачи топлива на ступенчатых неустановившихся режимах; при разгоне увеличение подачи топлива осуществляют по закону, обеспечивающему повышение частоты вращения с постоянным заданным для данной ступени угловым ускорением, при выбеге уменьшают подачу топлива и за счет дросселирования газов на выпуске с заданным противодавлением увеличивают газовые нагрузки в цилиндрах двигателя по закону, обеспечивающему уменьшение частоты вращения с постоянным угловым замедлением, обратным ускорению разгона на данной ступени, отличающийся тем, что на этапе холодной обкатки вводят дополнительные ступени, на которых увеличивают газовые нагрузки в цилиндрах и удельные давления в сопряжениях двигателя за счет повышения давления впуска путем частичной регулируемой рециркуляции воздуха из выпускного коллектора двигателя во впускной с дополнительной регулируемой подачей воздуха под давлением от источника сжатого воздуха; на этапе горячей обмотки с динамическим нагружением двигателя при разгоне осуществляют нагнетание отработавших газов в ресивер до избыточного давления в интервале 0,01 - 0,12 МПа, а при выбеге осуществляют подачу отработавших газов через ресивер во впускной коллектор двигателя для повышения давления на впуске.

2. Устройство для приработки поршневого двигателя внутреннего сгорания, выполненное в виде бестормозного обкаточного стенда, содержит электродвигатель, муфту сцепления, коробку перемены передач, испытуемый двигатель внутреннего сгорания с воздухоочистителем, регулятор частоты вращения, топливный насос высокого давления, первый и второй исполнительные механизмы, регулятор хода вылета рабочего органа первого исполнительного механизма, регулятор хода втягивания рабочего органа второго исполнительного механизма, механизм увеличения индикаторной нагрузки, датчик частоты вращения, измеритель частоты вращения, измеритель углового ускорения, блок регулировок, первый и второй компараторы, транзистор, тиристор, блок управления, соединенный с положительной шиной источника постоянного тока напряжением 12 В, коммутатор, соединенный с шиной источника переменного тока напряжением 220 В, выключатель, ваттметр, соединенный с шиной источника трехфазного переменного тока напряжением 380 В, систему отвода отработавших газов, отличающееся тем, что устройство дополнительно включает ресивер, обратный клапан, источник сжатого воздуха, манометр, регулятор давления, перепускную заслонку, третий исполнительный механизм управления перепускной заслонкой, регулятор хода втягивания рабочего органа третьего исполнительного механизма, впускной обратный клапан и переключатель с нормально замкнутыми подвижным и неподвижным контактами и с нормально разомкнутыми подвижным и неподвижным контактами, при этом подвижные контакты переключателя механически соединены между собой.

3. Устройство для приработки поршневого двигателя внутреннего сгорания по п.2, отличающееся тем, что механизм увеличения индикаторной нагрузки соединен с первым входом ресивера, второй вход которого через обратный клапан сообщен с источником сжатого воздуха, первый выход ресивера - с манометром и через регулятор давления - с системой отвода отработавших газов, а второй выход ресивера сообщен через перепускную заслонку с впускным коллектором двигателя и через впускной обратный клапан - с воздухоочистителем.

4. Устройство для приработки поршневого двигателя внутреннего сгорания по п.2, отличающееся тем, что перепускная заслонка соединена с рабочим органом третьего исполнительного механизма, первый вход которого связан с регулятором хода втягивания рабочего органа.

5. Устройство для приработки поршневого двигателя внутреннего сгорания по п. 2, отличающееся тем, что вторые входы исполнительных механизмов соединены с нормально замкнутым неподвижным контактом переключателя, нормально замкнутый подвижный контакт которого через выключатель связан с выходом коммутатора, второй вход третьего исполнительного механизма дополнительно соединен с нормально разомкнутым неподвижным контактом переключателя, а нормально разомкнутый подвижный контакт - с шиной источника переменного тока напряжением 220 В.

РИСУНКИ

Рисунок 1