RU2649152C2 - Установка для оценки параметров составных частей камеры сгорания дизельного двигателя - Google Patents
Установка для оценки параметров составных частей камеры сгорания дизельного двигателя Download PDFInfo
- Publication number
- RU2649152C2 RU2649152C2 RU2014148616A RU2014148616A RU2649152C2 RU 2649152 C2 RU2649152 C2 RU 2649152C2 RU 2014148616 A RU2014148616 A RU 2014148616A RU 2014148616 A RU2014148616 A RU 2014148616A RU 2649152 C2 RU2649152 C2 RU 2649152C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- combustion chamber
- cylinder
- cover
- fuel
- plate
- Prior art date
Links
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 title claims abstract description 28
- 239000002131 composite material Substances 0.000 title 1
- 239000000446 fuel Substances 0.000 claims abstract description 24
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 claims abstract description 7
- 239000002828 fuel tank Substances 0.000 claims abstract description 7
- 239000010959 steel Substances 0.000 claims abstract description 7
- 125000004122 cyclic group Chemical group 0.000 claims abstract description 6
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 5
- 238000009434 installation Methods 0.000 claims description 20
- 230000008878 coupling Effects 0.000 claims description 4
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 claims description 4
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 claims description 4
- 238000013461 design Methods 0.000 abstract description 11
- 238000012360 testing method Methods 0.000 abstract description 5
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 2
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 abstract description 2
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 abstract description 2
- 239000010949 copper Substances 0.000 abstract description 2
- 239000007789 gas Substances 0.000 abstract 2
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 3
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 3
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 description 3
- 229910001018 Cast iron Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910001209 Low-carbon steel Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000000712 assembly Effects 0.000 description 2
- 238000000429 assembly Methods 0.000 description 2
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 238000005086 pumping Methods 0.000 description 2
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 2
- 238000012549 training Methods 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 230000000740 bleeding effect Effects 0.000 description 1
- 238000012790 confirmation Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 239000002283 diesel fuel Substances 0.000 description 1
- 238000007688 edging Methods 0.000 description 1
- 238000010304 firing Methods 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 238000005461 lubrication Methods 0.000 description 1
- 238000011089 mechanical engineering Methods 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02F—CYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
- F02F11/00—Arrangements of sealings in combustion engines
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01M15/00—Testing of engines
- G01M15/02—Details or accessories of testing apparatus
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Testing Of Engines (AREA)
- Gasket Seals (AREA)
Abstract
Изобретение относится к дизельным двигателям, в частности к экспериментальным установкам для оценки параметров составных частей камеры сгорания при разработке базового дизельного двигателя. Цилиндро-поршневая группа выполнена цельной в виде тарелки. Основание тарелки имитирует днище поршня в положении верхней мертвой точки. Цилиндрическая часть тарелки имитирует цилиндр в пределах кольцевого бурта. Крышка цилиндра выполнена в виде плиты с не менее шестью отверстиями под стяжные силовые шпильки с гайками, газовое уплотнение в стыке втулка - крышка выполнено в виде комбинированной прокладки из пластичных материалов - меди, алюминия или из омедненной стали, или мягкой стальной шлифованной прокладки, или в виде беспрокладочного стыка с притертыми соприкасающимися поверхностями крышки и втулки цилиндра. Средство, имитирующее циклические нагрузки от сил давления газов на составные части камеры сгорания, выполнено в виде гидравлической системы, состоящей из топливного насоса высокого давления с приводным электродвигателем, топливного бака, трубопроводов подачи топлива от насоса в камеру сгорания и отвода топлива от камеры в топливный бак, невозвратного клапана, манометра, кранов подачи и слива топлива. Техническим результатом является упрощение и усовершенствование конструкции составных частей камеры сгорания; достижение высокой надежности. 3 ил.
Description
Изобретение относится к дизельным двигателям внутреннего сгорания (ДВС), в частности, к экспериментальным установкам для оценки параметров составных частей камеры сгорания при разработке базового дизельного ДВС.
Составная часть камеры сгорания включает цилиндро-поршневую группу (ЦПГ), крышку цилиндра, газовое уплотнение в стыке втулка - крышка и стяжные силовые шпильки.
Известна экспериментальная установка с одноцилиндровым высокооборотным дизельным двигателем со сверхвысокими параметрами [Конкс Г.А., Лашко В.А. Современные подходы к конструированию поршневых двигателей: Учебное пособие. – М.: «МОРКНИГА», 2009. - 388 с. (225-227, п. 4.7.3, рис. 4.7.3.1)].
Втулка цилиндра чугунная со сверлеными каналами для охлаждения и стальным бандажом, расположенным около фланца. В стыке втулка - крышка цилиндра газовое и водяное уплотнения разделены. Уплотнение газового стыка втулка - крышка обеспечивается шлифованной прокладкой из мягкой стали.
Давление впрыска топлива составляет 1550 бар.
Однако на этапе разработки базового двигателя создание экспериментальной установки с подобным двигателем не целесообразно по многим причинам, например, по экономическим соображениям (большие затраты на создание двигателя и установки в целом), времени на создание и т.д.
Наиболее близким аналогом изобретения является экспериментальная установка для испытания блока двигателя [Совершенствование основных узлов турбопоршневых двигателей. Под ред. д-ра техн. наук А.С. Орлина. М. «Машиностроение» 1974, 208 с., 206 с., рис. 25, с. 54 (прототип)].
Составными частями камеры сгорания известной установки являются крышка цилиндра, силовой цилиндр, плунжер и стяжные силовые шпильки. Газовое уплотнение в стыке втулка - крышка обеспечивается комбинированной прокладкой с упругой окантовкой.
Для создания переменного давления в камере сгорания, измерения усилий и компенсации утечек используются соответствующие агрегаты испытательной машины ЦДМ-200т ПУ.
Существенными недостатками установки являются:
1. Недостаточная достоверность полученных результатов, что связано с утечками жидкости (масла) и неравномерностью деформации блока из-за разных жесткостей промежуточных и торцевых стоек.
2. Сложность конструкции траверса, колонки со сферической опорой, силового цилиндра, плунжера, крышки силового цилиндра, установки в целом и высокие затраты на создание.
3. Потребность использования специальной дорогостоящей сложной испытательной машины ЦДМ-200т ПУ с большими габаритами и массой, отдельной насосной установки для смазки и повышения гидравлической плотности плунжерной пары.
4. Недостаточная надежность из-за наличия многочисленных деталей, узлов, трубопроводов, соединений, уплотнений, а также испытательной машины ЦДМ-200т ПУ и отдельной насосной установки.
5. Высокая стоимость установки, обусловленная пунктами №2-4.
Техническими результатами заявленного изобретения являются:
1. Обеспечение высокой достоверности измеряемых параметров.
2. Сокращение состава оборудования, деталей, узлов, трубопроводов, уплотнений, контрольно-измерительных приборов и т.д.
3. Упрощение и усовершенствование конструкции установки и составных частей камеры сгорания.
4. Достижение высокой надежности установки и составных частей камеры сгорания.
5. Обеспечение возможности экспериментального исследования различных вариантов газового уплотнения в стыке втулка - крышка, оптимизации и выбора наилучшего варианта или разработки нового варианта.
6. Снижение затрат при изготовлении.
Указанные технические результаты заявленного изобретения достигаются тем, что:
1. Установка по сравнению с прототипом отличается простотой конструкции, компактностью и минимальным количеством элементов.
2. Корпус выполнен в форме цилиндра. Средство, имитирующее ЦПГ, выполнено цельным в виде тарелки, основание которой имитирует днище поршня в положении верхней мертвой точки (ВМТ), а цилиндрическая часть тарелки имитирует втулку цилиндра в пределах кольцевого бурта.
3. Основание тарелки - днище поршня совместно с цилиндрической частью - втулкой и крышкой цилиндра образуют натуральную камеру сгорания проектируемого базового дизеля, крышка цилиндра выполнена в виде плиты с не менее, чем шестью отверстиями под стяжные силовые шпильки с гайками.
4. Газовое уплотнение в стыке втулка - крышка выполнено в различных вариантах:
а) в виде комбинированной прокладки из пластичных материалов - меди, алюминия или из омедненной стали;
б) в виде шлифованной прокладки из мягкой стали;
г). в виде беспрокладочного стыка с притертыми соприкасающимися поверхностями крышки и втулки цилиндра.
5. Средство, имитирующее циклические нагрузки от сил давления газов на составные части камеры сгорания, выполнено в виде гидравлической системы, состоящей из топливного насоса высокого давления (ТНВД) с приводным электродвигателем, топливного бака, трубопроводов подачи топлива от ТНВД в камеру сгорания и отвода топлива от камеры в топливный бак, невозвратного клапана, манометра, кранов подачи и слива топлива.
6. Для создания переменного давления используется ТНВД из запасных частей, инструментов, приспособлений (ЗИП) существующих двигателей-аналогов.
7. В предложенном техническом решении в отличие от прототипа отсутствуют блок двигателя, поршень с уплотнительными и маслосъемными кольцами, сферическая опора, колонка, траверс, трубопроводы для сбора и отвода утечек с насосной установкой. Отсутствие поршня с кольцами исключает проблему с утечками.
В прототипе конструкция чугунной крышки двигателя Д42 (6ЧН 30/38) является весьма сложной и трудоемкой в изготовлении. Крышка состоит из четырех (двух впускных и двух выпускных) клапанов, насоса - форсунки, пускового клапана, каналов впуска воздуха и выпуска газов, полостей охлаждения водой. Поэтому на огневой поверхности днища и особенно в межклапанных и клапанно-форсуночных перемычках, а также в районе отверстия для пускового клапана часто образуются трещины.
Предложенная простая конструкция стальной крышки цилиндра в виде плиты обеспечивает достаточную жесткость и прочность конструкции.
Указанные особенности конструкции обеспечивают возможность экспериментальной оценки и выбора наиболее эффективного и надежного способа газового уплотнения в стыке втулка - крышка.
Таким образом, создание и применение предложенной безмоторной установки обосновано и весьма целесообразно для экспериментального подтверждения правильности инженерных расчетов и конструкторских решений по газовому стыку втулка - крышка, выбору способа (или материала) уплотнения, выбору оптимального числа стяжных силовых шпилек, их расстановке и моментам их затяга на этапе разработки базового дизельного двигателя.
Изобретение иллюстрируется чертежами и фотографией основных элементов установки, где на фиг. 1 изображена экспериментальная одноотсечная установка с составными частями камеры сгорания дизельного двигателя, на фиг. 2 - принципиальная схема средства, имитирующего циклические нагрузки от сил давления газов на составные части камеры сгорания, на фиг. 3 - общий вид созданной экспериментальной установки с основными элементами.
Экспериментальная одноотсечная установка содержит основание 1, корпус 2 (фиг. 1, 3), средство, имитирующее ЦПГ, выполненное в виде тарелки 3, основание 4 которой имитирует днище поршня в положении В.М.Т., а цилиндрическая часть тарелки 5 - втулка цилиндра в пределах верхнего кольцевого бурта 6, крышку цилиндра 7 с шестью отверстиями 8 под стяжные шпильки 9 с гайками и шайбами 10. ЦПГ, крышка цилиндра 7 (фиг. 1-3), газовое уплотнение 11 стыка втулка - крышка, средства подвода 12 и отвода 13 топлива, штифты 14, крепежные средства 15 образуют реальную конфигурацию объема камеры сгорания 16 проектируемого базового двигателя. Средство, имитирующее циклические нагрузки от сил давления газов на составные части камеры сгорания, содержит бак с дизельным топливом 17, клапан ограничения давления 18, кран 19, ТНВД 20 (фиг. 2, 3) с невозвратным клапаном 21, манометр 22, трубопровод 12 высокого давления подачи топлива (фиг. 1, 2), трубопровод высокого давления слива топлива 13 (фиг. 1, 2), кран слива топлива 23, приводной электродвигатель 24 (фиг. 3).
Принцип работы установки для оценки параметров составных частей камеры сгорания дизельного двигателя заключается в следующем.
Перед включением приводного электродвигателя 24 (фиг. 3) камера сгорания 16 (фиг. 1) заполняется топливом с удалением из нее воздуха через открытый кран 23 (фиг. 2). После стравливания воздуха закрывается кран 23, и установка готова к работе. При включении приводного электродвигателя 24 (фиг. 3) происходит вращение кулачкового вала ТНВД 20 и рост давления топлива в камере 16 до уровня срабатывания клапана 18 ограничения давления (клапан открывается). Избыточный объем топлива удаляется в топливный бак 17. После начала движения плунжера ТНВД вниз (фиг. 1-3) часть топлива возвращается в надплунжерное пространство. Снижение давления топлива в системе происходит также до уровня срабатывания клапана 18 ограничения давления (клапан закрывается) и система снова готова к работе. Далее продолжается работа с цикличностью нарастания - сброса давления в системе по плану продолжительности экспериментальных исследований.
Сравнения полученных при экспериментальных исследованиях параметров составных частей камеры сгорания с расчетными параметрами позволят:
- оценить степень достоверности инженерных расчетов и конструкторских решений по газовому стыку втулка - крышка, выбору способа (или материала) уплотнения, выбору оптимального числа шпилек, расстановке стяжных силовых шпилек и моментов их затяга;
- выявить обнаруженные недостатки, непредвиденные проблемы для поиска путей их устранения и решения;
- уточнить инженерные расчеты;
- обеспечить развитие и усовершенствование конструкции составных частей камеры сгорания и двигателя в целом.
В настоящее время планируется завершение работ по созданию установки в рамках подготовки магистров и научно-педагогических кадров через аспирантуру.
Claims (1)
- Установка для оценки параметров составных частей камеры сгорания дизельного двигателя, содержащая цилиндро-поршневую группу, крышку цилиндра, газовое уплотнение в стыке втулка - крышка, стяжные силовые шпильки и средство, обеспечивающее имитацию циклических нагрузок от сил давления газов на составные части камеры сгорания, отличающаяся тем, что цилиндро-поршневая группа выполнена цельной в виде тарелки, основание которой имитирует днище поршня в положении верхней мертвой точки, а цилиндрическая часть тарелки имитирует втулку цилиндра в пределах кольцевого бурта, основание тарелки - днище поршня совместно с цилиндрической частью - втулкой и крышкой цилиндра образуют натуральную камеру сгорания проектируемого дизеля, крышка цилиндра выполнена в виде плиты с не менее, чем шестью отверстиями под стяжные силовые шпильки с гайками, газовое уплотнение в стыке втулка - крышка выполнено в виде комбинированной прокладки из пластичных материалов из омедненной стали, или мягкой стальной шлифованной прокладки, или в виде беспрокладочного стыка с притертыми соприкасающимися поверхностями крышки и втулки цилиндра, средство, имитирующее циклические нагрузки от сил давления газов на составные части камеры сгорания, выполнено в виде гидравлической системы, состоящей из топливного насоса высокого давления с приводным электродвигателем, топливного бака, трубопроводов подачи топлива от насоса в камеру сгорания и отвода топлива от камеры в топливный бак, невозвратного клапана, манометра, кранов подачи и слива топлива.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2014148616A RU2649152C2 (ru) | 2014-12-02 | 2014-12-02 | Установка для оценки параметров составных частей камеры сгорания дизельного двигателя |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2014148616A RU2649152C2 (ru) | 2014-12-02 | 2014-12-02 | Установка для оценки параметров составных частей камеры сгорания дизельного двигателя |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2014148616A RU2014148616A (ru) | 2016-06-27 |
| RU2649152C2 true RU2649152C2 (ru) | 2018-03-30 |
Family
ID=56195347
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2014148616A RU2649152C2 (ru) | 2014-12-02 | 2014-12-02 | Установка для оценки параметров составных частей камеры сгорания дизельного двигателя |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2649152C2 (ru) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110895201B (zh) * | 2019-12-04 | 2021-07-09 | 中国直升机设计研究所 | 一种直升机燃油系统正过载地面模拟装置及方法 |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH085519A (ja) * | 1994-06-15 | 1996-01-12 | Daihatsu Motor Co Ltd | ピストン突出し量測定装置 |
| RU2166107C2 (ru) * | 1999-06-15 | 2001-04-27 | Катренко Владимир Семенович | Устройство для моделирования процессов сгорания топлива в дизельных установках (камера катренко "кк-1") |
| RU2240436C2 (ru) * | 2001-02-05 | 2004-11-20 | Открытое акционерное общество "Заволжский моторный завод" | Уплотнение газового стыка между цилиндром и крышкой цилиндра двигателя внутреннего сгорания |
| RU2432482C2 (ru) * | 2006-04-13 | 2011-10-27 | Кейтерпиллар Инк. | Головка цилиндра (варианты) и двигатель |
| US20130082444A1 (en) * | 2011-09-30 | 2013-04-04 | Caterpillar, Inc. | Service Gasket For Internal Combustion Engine And Method |
| RU2012130038A (ru) * | 2012-07-17 | 2014-01-27 | Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство промышленности и торговли Российской Федерации (Минпромторг России) | Двигатель внутреннего сгорания |
-
2014
- 2014-12-02 RU RU2014148616A patent/RU2649152C2/ru active
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH085519A (ja) * | 1994-06-15 | 1996-01-12 | Daihatsu Motor Co Ltd | ピストン突出し量測定装置 |
| RU2166107C2 (ru) * | 1999-06-15 | 2001-04-27 | Катренко Владимир Семенович | Устройство для моделирования процессов сгорания топлива в дизельных установках (камера катренко "кк-1") |
| RU2240436C2 (ru) * | 2001-02-05 | 2004-11-20 | Открытое акционерное общество "Заволжский моторный завод" | Уплотнение газового стыка между цилиндром и крышкой цилиндра двигателя внутреннего сгорания |
| RU2432482C2 (ru) * | 2006-04-13 | 2011-10-27 | Кейтерпиллар Инк. | Головка цилиндра (варианты) и двигатель |
| US20130082444A1 (en) * | 2011-09-30 | 2013-04-04 | Caterpillar, Inc. | Service Gasket For Internal Combustion Engine And Method |
| RU2012130038A (ru) * | 2012-07-17 | 2014-01-27 | Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство промышленности и торговли Российской Федерации (Минпромторг России) | Двигатель внутреннего сгорания |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2014148616A (ru) | 2016-06-27 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US11408419B2 (en) | Fluid end assembly | |
| CN109612701B (zh) | 活塞部件疲劳试验高爆压模拟装置 | |
| US4311038A (en) | Clamping apparatus | |
| RU2649152C2 (ru) | Установка для оценки параметров составных частей камеры сгорания дизельного двигателя | |
| CN111103198A (zh) | 一种带ct实时扫描的真三轴水力压裂实验装置及方法 | |
| US2429105A (en) | Construction of internalcombustion engines | |
| US20140260578A1 (en) | Power Assembly Test Stand System and Method | |
| US2962975A (en) | Fluid cylinder | |
| CN104198189A (zh) | 一种发动机配气机构台架试验装置 | |
| RU2364701C1 (ru) | Способ опрессовки превентора на скважине | |
| CN103954412A (zh) | 海洋柔性立管接头密封系统性能测试装置 | |
| CN107421696A (zh) | 石墨密封环气密性检测设备 | |
| CN114909274B (zh) | 乙二醇项目尾气回收psa往复式压缩机安装方法 | |
| CN203477001U (zh) | 可控液压自紧螺母 | |
| CN203650415U (zh) | 发动机缸套拆卸工具 | |
| RU156743U1 (ru) | Насос буровой трехпоршневой | |
| CN110529367B (zh) | 一种高压往复隔膜泵液力端结构 | |
| CN109507097B (zh) | 一种混凝土偏压柱持荷浸蚀试验装置 | |
| CN203770929U (zh) | 立式水压机 | |
| RU2011180C1 (ru) | Устройство для испытания на герметичность изделий | |
| CN207395978U (zh) | 石墨密封环气密性检测设备 | |
| CN202148936U (zh) | 快速更换机动船柴油机失效机油的装置 | |
| CN112012730A (zh) | 一种三维填砂保压防窜模型模拟装置 | |
| US2216573A (en) | Pump | |
| SU546808A1 (ru) | Стенд дл динамических испытаний подвижных соединений трубопроводов |