CS216067B1 - Zařízení k měření vyplachovacího systému u dvoudobých spalovacích motorů - Google Patents

Abstract

Vynález se týká zařízení, kterým se měří vyplachování v pracovním prostoru motorového válce dvoudobého spalovacího motoru. Zařízením se jednoduchým způsobem, za pomoci jednoduchého zařízení,měří proudění v libovolném místě spalovacího motoru, například modelu, prototypu a podobně. Jeho podstata spočívá v tom, že sestává ze zdroje tlakového vzduchu, spojeného například plnicím potrubím s uklidnovací komorou. S ní jsou spojeny přefukové kanály, ústící v pracovním prostoru motorového válce, který je opatřen přestavitelným pístem a výfukovými kanály. Na motorovém válci je otočné uložena uzavírací hlava, na jejíž straně přilehlé k pracovnímu prostoru je vytvořen spalovací prostor, který je symetrického nebo nesymetrického provedení. V uzavírací hlavě, ve směru podélné osy motorového válce, je suvně uložena trubice, která jednak zasahuje nad horní stranu uzavírací hlavy, jednak zasahuje do pracovního prostoru motorového válce. V pracovním prostoru je trubice opatřena sondou zatímco na opačném konci je spojena s měřicím přístrojem. Vynálezu může být využito zejména v laboratořích a výzkumných pracovištích pracujících s "dvoudobými spalovacími motory, ale i ve výrobních podnicích, vyrábějících dvoudobé spalovací motory.

Description

Vynález se týká zařízení, kterým se měří vyplachování v pracovním prostoru motorového válce dvoudobého spalovacího motoru.

Jestliže má dvoudobý spalovací motor dosahovat co nejlepších výkonů při nízké spotřebě paliva a přitom ještě dosahovat n±zkých škodlivin ve spalinách, musí se věnovat zvláštní pozornost vyplachovacímu systému. Tento systém je totiž v těchto hodnoceních pokládán za základní a rozhodující stnv a představuje celý soubor konstrukčních prvků dvoudobého spalovacího motoru,.,přivádějících pohonnou směs do pracovního prostoru.

Základní kriteria vyplachovacího systému, které by měl dvoudobý spalovací motor spiV novat jsou všeobecně známá. Avšak jejich vyhodnocení, to znamená zjištění skutečností přímo z průběhu procesu vyplachování je dosud velmi obtížné. Tato situace je důsledkem toho, že nejsou v podstatě známá žádná jednoduchá zařízení, která by takové vyhodnocování umožňovala, a tedy ani jednoduchým způsobem neposkytovala provádění kontroly těchto zmíněných kriterií. Je pouze známo zařízení, kterým se provádí měření vyplachovacího systému prováděného na základě zviditelnění proudění plynu. Tato měření, zejména však zařízení, jsou velmi složitá, navíc je zařízení velmi nákladné. To znamená, že kromě nevýhodného složitého měření jsou tato zařízení i pro n^xkterá pracoviště, která by měla zájem na zjišťování hodnot při vyplachování dvoudobého spalovacího motoru nedostupná.

Tyto dosavadní nedostatky uvedeného problému v podstatě odstraňuje zařízení k měření vyplachovacího systému u dvoudobých spalovacích motorů podle tohoto vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že sestává ze zdroje tlakového vzduchu, spojeného například plnicím potrubím s uklidnovací komorou, s kterou Jsou spojeny přefukové kanály motorového válcé ústící v pracovním prostoru, který je opatřen jednak přestavitelným pístem, jednak výfukovými kanály, kde na motorovém válci je otočně uložena uzavírací hlava, na jejíž spraně přilehlé k pracovnímu prostoru motorového válce je výtveřen epalevací prostor symetrického či nesymetrického provedení a v uzavírací hlavě ve směru podélné osy motorového válce je suvně uložena trubice, která jednak přesahuje horní stranu uzavírací hlavy, jednak zasahuje do pracovního prostoru, v kterém je opatřena sondou, zatímco opačným koncem je trubice spojena s měřicím přístrojem. Sonda je tvořena vyhnutou trubičkou, jakoPrantlovou trubicí, jejíž ústí je upraveno ve směru proti pístu. V uzavírací hlavě ve směru podélné osy motorového válce je suvně uložena další trubice, jejíž koneq přesahující uzavírací hlavu je spojen s měřicím přístrojem a konec umístěný v pracovním prostoru je opatřen sondou, tvořenou vyhnutou trubičkou, jako Prantlovou trubicí, umístěnou ve směru proti spalo» vacímu prostoru, přičemž ústí této sondy je umístěno ve stejné horizontální rovině jako první sonda a v této rovině jsou proti sobě posunuty. Trubice jsou proti sobě posunuty o 180°. Na trubici je přestavitelně uložen prstenec, dosedající na uzavírací hlavu a prstenec je opatřen snímacím palcem spolupracujícím s pomocnými body vytvořenými na čele uzavírací hlavy, umístěnými na společné křivce, dané kružnicí opsanou snímacím palcem. Snímací palec a konec sondy jsou umístěny na společné ose, ležící ve směru podélné osy motorového válce. Uložení uzavírací hlavy sestává z osazení vytvořeného po obvodu spodní strany uzavírací hlavy zapadajícího do motorového válce. Sonda je tvořena termoelektrickým čidlem. Uklidnovací komora je opatřena regulačním ventilem.

216 067

Výhoda tohoto zařízení především spočívá v možnosti jednoduchého měření činnosti vyplachovacího systému dvoudobýoh spalovacích motorů, zajištující snímání proudění v libovolném místě, spalovacího motoru. Měření je přesné-a okamžité. V praxi to představuje zjištění tlaků a rychlostí v rozsahu celého pracovního prostoru motoru, například vzestupné rychlosti v řezu kolmém na osu válče motoru a možnost optimalizace vyplachovacího systému. Všechny tyto okolnosti pak mají podstatný vliv na snížení spotřeby paliva motoru, zvýšení jeho výkonu a snížení škodlivých exhalací ve výfukových plynech. To znamená, že laboratorně lze za poměrně jednoduchého a přitom přesného měření navrhnout optimální vyplachovací systém motoru a na základě toho navrhnout konstrukci, použitou například pro sériovou výrobu. Kromě uvedeného je také podstatné, že pořizovací náklady na zařízení jsou velmi malé.

Příklad provedení vynálezu je vyobrazen na přiložených výkresech, na kterých obr. 1 představuje podélný řez zařízením základního provedení, obr. 2 pohled na horní stranu uzavírací hlavy, obr. 3 podélný řez alternativního provedení, obr. 4 pohled na horní stranu uzavírací hlavy alternativního provedení a obr. 5 podélný řez zařízením základního provedení s nesymetrickým spalovacím prostorem.

Zařízení sestává ze zdroje £ tlakového vzduchu, spojeného plnicím potrubím 2 s uklidňovací komorou 3. Uklidnovací komora 3 je opatřena na jedné straně regulačním ventilem 4 v

pro udržení konstantního přetlaku, na horní straně přírubou £ pevně spojenou s uklidnovací komorou £. K přírubě £, vhodně upravené, je upevněn motorový válec 6, spojený prostřednictvím běžných přefukových kanálů 7 dvoudobého motoru s uklidnovací komorou 3. Přefukové kanály 7 ústí v pracovním prostoru 8, který je spojen prostřednictvím běžných výfukových kanálů 9 s okolním prostředím. V pracovním prostoru 8 je umístěn píst 10, pro tyto účely přestavitelný některým ze známých přestavovacích prostředků. Na horní straně motorového válce 6 je otočně uložena uzavírací hlava 11. Uložení je provedeno například prostřednictvím osazení 12. vytvořeným po obvodu spodní strany uzavírací hlavy 11. Ve spodní straně uzavírací hlavy 11. přilehlé pracovnímu prostoru 8, je vytvořen spalovací prostor 13. Tento spalovací prostor 13 je kopií spalovacího prostoru motoru, který je vyvíjen, vyráběn a podobně, přičemž může být symetrického provedení - viz obr 1, 3 nebo nesymetrického provedení - viz obr. 5, tj. v ose motorového válce £ nebo mimo ní. U nesymetrického provedení je spalovací prostor 13 vytvořen ve vložce 14 umístěné na spodní straně uzavírací hlavy 11. Vložka 14 je v uzavírací hlavě 11 držena ramenem l£, procházejícím uzavírací hlavou 11. se kterým je spojena, například pomocí závitového spoje l£. Rameno 15 je upevněno na pevné části 17 neznázorněného držáku, čímž upevňuje vložku 14 v neměnné poloze vůči motorovému válci 6. V uzavírací hlavě 11. vedle spalovacího prostoru 13, je ve směru podélné osy X motorového válce £ vytvořen průchozí otvor £8, v něm je suvně uložena trubice 19. která jednak přesahuje horní stranu uzavírací hlavy 11. jednak zasahuje do pracovního prostoru 8 motorového válce £. Na trubici 19 a sice nad uzavírací hlavou 11 je umístěn přestavitelný prstenec 20, opatřený snímacím palcem 21. Prstenec 20 a snímací palec 2£ dosedají na čelo 22 uzavírací hlavy ££. Snímací palec 21 spolupracuje s pomocnými body 2£ vytvořenými na čele 22 uzavírací hlavy 11 a umístěnými na společné křivce 24, která je

216 οβγ kružnicí opsanou snímacím palcem 21. Vzdálenost pomocných bodů 23 na této společné křivce 24 může být různá a volí se podle množství měření. V tomto případě .jsou na společné křivce 24 umístěny čtyři pomocné body 23 - viz obr. 2, 4. V místech pracovního prostoru 8 je trubice 19 opatřena vyhnutou dutou sondou 25. v tomto případě tvarovanou trubičkou, jako

Prantlovou trubicí, popřípadě může být v závislosti na požadovaném měření tvořena termo* elektrickým čidlem a podobně. Ugtí sondy 25 směřuje proti pístu 10, v podstatě po proudu vzduchu přiváděného přefukovými kanály 7 do pracovního prostoru 8. Přitom je umístěno na společné ose B se Snímacím palcem 21, která leží ve směru podélné osy X motorového válce 6. Snímací palec 21 tak ukazuje polohu sondy 25 v pracovním prostoru 8. Na trubici 19 je upevněna hadice 26; na jejímž konci je umístěn měřicí přístroj 27. například mikromanometr a podobně.

V alternativním provedení obsahuje zařízení,další sondu 25 , jak je znázorněno na obr. 3. Její uložení je provedeno na další trubici 12' procházející průchozím otvorem 18 , vytvořeným v uzavírací hlavě 11 vedle spalovacího prostoru 13. Tato trubice 19 je proti trubici 19 posunuta, například o 180° - viz obr. 3. Posunutí může být i jiné. Také i u tohoto provedení je na trubici 19/ nad uzavírací hlavou 11 umístěn přestavitelný prstenec 20 opatřený snímacím palcem 21 , Snímací palec 21 spolupracuje s pomocnými body 23 vytvořenými na čele 22 uzavírací hlavy 11 na společné křivce 24 . U tohoto provedení je sonda 25 , tj. tvarovaná trubička vyhnuta tak, že její ústí se nachází ve stejné horizontální rovině A jako sonda 25. avšak je umístěno proti spalovacímu prostoru 13. v podstatě po proudu vzduchu přiváděného přefukovými kanály 7 do pracovního ]|rostoru 8. V této rovina A je sonda 25 ve směru horizontálním posunuta proti sondě 25. Na trubici 19 je upevněna hadice 26 , na jejímž konci je umístěn měřicí přístroj 27/, například mikromanometr a podobně. Popsané alternativní provedení slouží k současnému snímání proudění vzduchu v obou směrech podélné osy X motorového válce 6.

činnost popsaného zařízení je následující. Ze zdroje 1 tlakového vzduchu je přiveden plnicím potrubím 2 vzduch do uklidňovací komory 3., Z této uklidnovací komory 3, v které je udržován konstantní přetlak vzduchu, proudí vzduch do přefukových kanálů £ a odtud do prostoru nad píst £0, tj. pracovního prostoru 8, Hodnota přetlaku je závislá na požadované rychlosti vzduchu v přefukových kanálech £. V tomto pracovním prostoru 8 vykonává vzduch cirkulační pohyb v závislosti na vnitřním uspořádání přefukových kanálů 7 a výfukových kanálů £ a simuluje tak pohyb spalin při vyplachování motoru. Na základě této simuv lovane skutečnosti je provedeno měření vyplachovaní motoru a to at již výrobku, modelu a podobně. Měření se provádí snímáním hodnot cirkulujícího vzduchu - rychlostního profilu sondou 25., kterou se přivádí tlak vzduchu do měřicího přístroje 27. Sonda 25 se prostřednictvím snímacího palce 21, který je umístěn přesně nad sondou 25. postupně přestavuje v pracovním prostoru 8, až je celý změřen. Přestavování sondy 25 se provádí tak, že snímací palec 21 se nastaví na jeden pomocný bod 23 křivky 24, zpravidla krajní. V této poloze se provede měření a jeho hodnota se zapíše. Potom se snímací palec 21 přestaví na vedlejší pomocný bod 23. uvedené křivky 24 a také se prpvede měření a zapsání zjištěné hodnoty. Tak se postupně přestaví snímací palec 21 na všechny pomocné body 23 této křivky 24. Potom se

216 Ο67 pootočí uzavírací hlavou 11 na motorovém válci £. Velikost pootočení může být různá a volí se podle množství měření. K nastavování uzavírací hlavy 11 může sloužit například neznázorněná stupnice, vytvořená na obvodě uzavírací hlavy 11. spolupracující se značkou na motorovém válci £. V této přestavené poloze se znovu provede další měření, způsobem jak bylo popsáno. Po měření a zapsání sejmutých hodnot se znovu přestaví uzavírací hlava 11, provede se další měření, další přestavení uzavírací hlavy 11. ^se otočí o celých 360 °, Přitom sonda 25 zůstává stále ve stejné horizontální rovině. Jestliže se požaduje, aby měření bylo provedeno v jiné horizontální rovině, přestaví se trubice 19 včetně sondy 25. V této hladině se provede obdobným způsobem, jak bylo uvedeno, měření se zapsáním všech hodnot.

Tak lze postupovat i v dalších horizontálních rovinách.

Stejně se pracuje s alternativním provedením zařízení, znázorněným na obr. 3. Rozdíl je pouze v tom, že při měření se údaje snímají dvěma sondami 25. 25 .

Mimo uvedené přestavování sondy 25 a stejně i sondy 25 v horizontálních rovinách, lze přestavovat známým blíže neuvedeným přestavovacím zařízením i píst 10 motoru. Tím lze získat další potřebné údaje o konstrukčním uspořádání motoru.

Obdržené hodnoty, získané prostřednictvím uvedených zařízení poskytují ucelený přehled o vyplachovacím systému motoru, které se následně vyhodnotí. Na základě výsledků hodnocení lze v případě potřeby' učinit patřičná opatření, například v konstrukčním uspořádání motoru.

Claims (9)

1. Zařízení k měření vyplachovacího systému u dvoudobých spalovacích motorů, vyznačené tím, že sestává ze zdroje (l) tlakového vzduchu, spojeného plnicím potrubím (2) s uklidnovací komorou (3), s kterou jsou spojeny přefukové kanály (7) motorového válce (6) ústící v pracovním prostoru (8), který je opatřen jednak přestavitelným pístem (10), jednak výfukovými kanály (9), přičemž na motorovém válci (6) je otočně uložena uzavírací hlava (ll), na jejíž straně přilehlé k pracovnímu prostoru (8) motorového válce (6) je vytvořen spalovací prostor (l3) a v uzavírací hlavo (ll) ve směru podélné osy (X) motorového válce (6) je suvně uložena trubice (19), která jednak přesahuje horní stranu uzavírací hlavy (ll), jednak zasahuje do pracovního prostoru (8), ve kterém je opatřena sondou (25), zatímco opačným koncem je trubice (19) spojena s měřicím přístrojem (27).

2. Zařízení podle bodu 1, vyznačené tím, že sonda (25) je tvořena vyhnutou, trubičkou, jako Prantlovou trubicí, jejíž ústí je upraveno proti pístu (lO).

3. Zařízení podle bodů 1 a 2, vyznačené tím, še v uzavírací hlavě (ll) ves směru podélné osy (X) motorového válce (6) je suvně uložena další trubice (19 ), jejíž konec přesahující uzavírací hlavu (ll) je spojen s měřicím přístrojem (27 ) a konec umístěný v pracovním prostoru (8) je opatřen sondou (25'), tvořenou vyhnutou trubičkou, jako Prantlovou trubicí, umístěnou proti spalovacímu prostoru (13), přičemž ústí sondy (25 ) je umístěno ve stejné horizontální rovině (A) jako sonda (25) a v této rovině (A) jsou vůči sobě posunuty.

4. Zařízení podle bodu 3, vyznačené tím, že trubice (l9, 19') jsou vůči sobě posunuty o 180°.

216 0'67

5. Zařízení podle bodů 1, 2 a 3, vyznačené tím, že na trubici (19, 19 ) je přestavitelné umístěn prstenec (20, 20*) dosedající na uzavírací hlavu (ll), přičemž prstenec (20,

20 ) je opatřen snímacím palcem (2', 21 ) spolupracujícím s pomocnými body (23, 23) vytvořenými na čele (22) uzavírací hlavy (ll), umístěnými na společné křivce (24, 24*), dané kružnioí opsanou snímacím palcem (21, 21 )»

6. Zařízení podle bodů 1 až 5, vyznačené tím, že snímací palec (21, 21*) a ústí sondy (25, 25 ) jsou umístěny na společné ose (B), ležící ve směru podélné osy (X) motorového válce (6).

7. Zařízení podle bodu 1, vyznačené tím, že uložení uzavírací hlavy (ll) sestává z Osazení (12) vytvořeného po obvodu spodní strany uzavírací hlavy (ll) a zapadajícího do motorového válce (6),

8. Zařízení podle bodů 1, 2 a 3 vyznačené tím, že sonda (25, 25) je tvořena termoelektric kým čidlem,

9. Zařízení podle bodu 1, vyznačené tím, že uklidnovací komora (3) je opatřena regulačním ventilem (4).