SU1027566A1 - Стенд дл исследовани прочности головки цилиндра двигател внутреннего сгорани - Google Patents

Abstract

1. СТЕНД ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОЧНОСТИ ГОЛОВКИ ЦИЛИНДРА ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СЮРАНИЯ, содержаишй основание, ппиту ап  закре1ьпени  испытуемой гоповки цилиндра, нагреватель , систему обдува нагревател  теппоносите ем, систему охлаждени  гоповки , системы электропитани  и управлени  и технологические клапаны, причем нагреватель размешен в расточке плиты основани  под огневым днищем голсшки цилиндра, отличающийс   тем, что, с целью повышени  эффек-ч тивности путем приближени  условий . испытаний к эксплуатационным, дополнительно снабжен системой механического . нагружени , выполненной в виде гидроцилиндров , неподвижных и подвижных поршней, траверсы, шарнирной и шаровой опор и упругих элементов, причем поршЩ1 paз eIцeны. в гидроцилиндрах, и послед н е установлены на плите основани , концы траверсы через шарнирные св заны с подвижными поршн ми, а ее середина через шаровую опору и упругие элементы соединена со стержн ми технологических клапанов, которые выполнены с каналами дл  прохода теплоносител . 2. Стенд по п. -1, о т л и ч а JO ,щ и и с   тем, что система обдува нагревател  теплоносителем выполнена замкнутой .

Description

Изобретение относитс  к испытатеп ной технике, в частности к стендам дл  исспедовани  прочности и доводки гоповки иипинпрв двигателей внутреннего сгорани . Известны стенды дл  исспедовани  прочности гоповки цилиндра двигател  внутреннего сгорани , содержащие основание , плиту дл  закреплени  испытуемой гоповки цилиндра, нагреватель, сиетему обдува нагревател  теплоносителем систему охлаждени  головки, системы электропитани  и управлени  и технопогические клапаны, причем нагреватель размещен в расточке плиты основани  под огневым днищем гоповки цилиндра t,l Известные стенды не позвол ют моделировать реальные рабочие услови  нагружени  головки цилиндра, т.е. одновременное воздействие тепловых нагрузок, обусловленных изменением теплового режима двигател , и механических нагрузок определ емых успсжи ми силового Kpeitлени  и циклическим воздействием давлени  газовых си  на огневое днише гоповки . В известных стендах воздух, обдува  нагреватель, окисл ет его спирали и, нагретый, безвозвратно тер етс , что снижает, надежность и эффективность работы нагревател  и искажает услови  испытани . Цель изобретени  - повышение эффективности испытаний головки цилиндра путем приближени  условий ее испытаний к эксплуатационным. Указанна  цепь достигаетс  тем, что дл  исследовани  прочности головки цилиндра двигател  внутреннего сгорани , содержащий основание, плиту дл  закреплешга испытуемой головки цилиндра, нагреватель , систему обдува нагревател  теплоносителем, систему охлаждени  головки , системы эпектропитани  и управ лени  и технологические клапаны, причем нагреватель размещен в расточке плиты основани  под огЕвевым днищем головки цили1щра, дополнительно снабжен системой механическсиго нагружени , ш 1полненной в виде гидроцилиндров, неподвижных и подвижны порцией, траверсы, шарнирной и шаровой опор и упругих элементов , причем поршни размещены в- гидроцилиндрах , которые установлены на плите основа ки  J концы траверсы через шарнирные опоры св заны с подвижными поршн ми, а ее середина через Шаровую опору и упругие элементы соединена со стержн ми технологических 1спапанов, которые выполнены с каналами дл  прохода теплоносител . Система обдува нагревател  теплонос телем выполнена замкнутой. На фиг. 1 представлен стенд, разрез; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1. Стенд содержит основание, плита 1 которого установлен на раму 2. Испытуема  головка 3 цилинд эа закреплена на плите 1 шпильками 4 и гайками 5. Головка 3 имеет седла 6, в которых установлены клапаны 7 с удлиненными стержн ми. Дл  нагрева головки 3 при испытани х стенд имеет электрический нагреватель 8 (фиг. 2), который расположен в расточке плиты 1 основани  под огне№1м днищем исследуемой головки 3. Нагреватель 8 представл ет собой керамическое основание , на которое уложена спираль, питаема  электроэнергией через штанги 9 от силового кабел . Нагреватель 8 установлен йа диске 10. Керамическое основание а диск Ю имеют отверсти , а в клапанах 7 выполнены прорези дл  прохода теплоносител . Рассто ние между огневым днищем 1-чэловкИ 3 и нагревателем 8 регулируетс  винтсы 11, который ввинчен в кожух 12, прикрепленный снизу к плите 1 основани . Стенд имеет систему обдува нагревател , повышающую эффективность и долговечность его работы.. Система выполнена замкнутой, вентил торы 13 которой закреплены на кожухе 12 и соединены рукавами 14 с выпускным и впускным коллекторами головки 3. Система заполнена теплоносителем - воздухом. Как вариант в качестве теплоносител  может быть использован инертный газ, Теплоноситель в системе находитс  под давленнем выше атмосферного. Стенки между плитой 1, кожухом 12, вентил торами 13, рукавами 14 и Головкой. 3 уплотнены . . Стенд снабжен системой нагружев  , выполненной в виде гидроцилиндров 15 и траверсы 16. Гидроцилиндрм 15 установлены на плите 1 основани , внутри которых размешены неподвижный 17 и подвижный 18 поршни. Гидроцилинд{ л 15 соединены маслопроводами высокого давлени  с гидропульсатором (не показаны), подающим масло в полость между поршн ми 17 и 18. На подвижные Йоршни 18 через шарог вой шарнир сухарей 19 и 20 шарнирно оперты концы траверсы 16. Середина трарерсы 16 соединена через шаровой шарнир сухарей 21 и 22 и упругий элемент 23 в виде пакета тарельчатых пружин со стержн ми клапанов 7. Как вариант упругий элемент 23 может быть выпопнев в виае витой пружины. Стенд имеет системы электропитани , охлаждени  испытуемой головки и управ пени , элементы которых на чертежах не показаны. Система электропитани  преоназначена дп  питани  эпектросиповых элемент стенда и включает силовые кабели, пуокатепи , обеспечивающие запуск и отклю чение гидропульсатора, эпектропривоа вод ного насоса, электрический нагреватепь 8, индуктивное сопротивление, включенное в цепь нагревател , с помощью которого регулируетс  мощность нагревател , а также контрольно-измерительные приборы сигнализирующие о режиме работы усройств стенда. Система охлаждени  стенда предназначена дл  охлаждени  испытуемой головки и  вл етс  замкнутой. Система включает бак, вод ной насос, рукава, соедин ющие вод ной насос с плитой 1, в которой №iполнены каналы дл  подвода воды в гоповку 3, а также патрубки, соедин ющие головку 3 с бакс . Система управлени  предназначена дл  управлени  стендом в ручном и автоматическом режимах. Система имеет блок управлени  золотниками гидропупьсатора, позвол ющего регулировать частоту нагружени  и режим работы системы нагружени ; блокуправлени  нагревателем, позвол$иощий измен ть ток в цепи нагревател , отключать и выключать его через заданный промежуток времени или при достижении заданного уровн  температуры в исследуемой точке; головки цилиндра 3; пупЬт управлени , на котором раэмещены контрольно-измерительные приборы и пусковые кнопки дл  ручного упра пени  стендов. . Стенд работает следующим образом. Исследуемую головку 3 устанавливают на основание плиты 1 и закрепл ют нри помощи шпилек 4 и гаек 5 с заданвым усилием зат жки. Дп  создани  механических нагрузок И8 испытуемую головку 3 в полость гидроцилинара 15 между неподвижными 17 и подвижными 18 поршн ми гидропульсатором подают масло, пульсаци  которого вызывает повтор ющиес  изменени  давпетш . 10 66 При поа 1шении давлени  мае па подвиж ные поршни 18, двига сь вверх, воздействуют через сухари 19 и 2О шаровых шарниров йа траверсу 16, котора  пере- дает усилие через сухари 21 и 22 шарового шарнира клапаном 7, сжима  пакет тарельчатых пружин 23 упругого элемента . Клапаны 7, воздейству  на седла 6 испытуемой гопсдаки 3, создают механ№ческие нагрузки и вызывают дефо( днища головки 3. При уменьшении давлени  .маспа в по лости гидроципиндра 15, усилие, с которым подвижные поршнв 18 воздействуют через шаровые шарниры, траверсу 16, пакет тарельчатых пружин 23 и клапаны 7 на седла 6 испытуемой гоповки 3, падает , что снижает механические нагруэки и уменьшает деформацию днища гоповки 3. Периодически увеличив 1Я и уменьша  давление масла в полости (гидроцнНиндров 15, подбиракэт частоту изменени  этого давлени  близкой к частоте собственных колебаний упругого элемента системы нагружен. При этом элементы системы нагружени  будут совертиать колебани  в зоне реаонанса, увеличива  амплитуду дефс)Маа11й испытуемой головки 3. Частоту собственны к колебаний системы нагружени  задают подбором жесткости пружий 23 упругого элемента. Величину и характер изменени  даапени  масла в гидроцилиндре 15 и величину деформаций головки 3, создаваемых системой нагружени  стенда, задают вз услови  соответстви  их давлен1Ш} газйв в цилиндре и механическим нагрузкам головки при работе двигател .: Одновременно с механическими нагруакамн на головку 3 действуют тепловые нагрузки., Дл  создани  тепловых нагрузок включают нагреватель 8, мощность которого регулируетс  индуктивными сопротивлени ми системы электропитани  стенда. Одновременно включают систему обдува нагреватета 8. Создают в системе повышенное давление теплоносител  (шэздуха или инертного газа) и подают его вентип торами 13 на кожух 12 через расточку в плите 1 основани  и отверсти  в диске 1О на нагреватель 8 и далее на огневое днище головки 3, интенсифициру  при этом теплоотдачу конвекцией. Нагрев головки 3 ведут до достижени  максимальней температуры на огневом днище головки 3, после чего выключают нагреватепь 8 и охлаждают головку 3 до мйнимапыюв температуры,

Подбира  интенсивность излучени  нагррвагеп  8 с помощью индуктивных сопротивпений системы электропитани  ста да при заданном расходе и температуре воды ка входе в гоповку 3, моде пируют ее температурное попе.

При работе стенда испь1туем)по гоповку 3 охпаждают водой, котора  циркупирует в замкнутой системе охлаждени . Воду вэ бака подают насосом по трубопроводам и каналам в ппите 1 основани  К гоповке 3, после охлаждени  которой вода спиваетс  обратно в бак. Темпера-

тура на входе в гоповку и выходе из вве контропируетс  термометрами.

Цикп нагрева и охпажденв  гоповки в нагружени  ее механическими нагрузками повтор ют до разгруженв  гоповки.

Повышение эффективности испытаний гоповки ципиндра путем приближени  условий ее испытаний к реальным за счет использовани  систем нагружени  и обдува нагревател  теплоносителем позвол ет сократить сроки испытаний головки цилиндров, повысить эффективность и надежность работы нагревател .

4-jf

f гг

Claims (1)

1. СТЕНД ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОЧНОСТИ ГОЛОВКИ ЦИЛИНДРА ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ, содержащий основание, плиту для закрепления испытуемой головки цилиндра, нагреватель, систему обдува нагревателя теплоносителем, систему охлаждения головки, системы электропитания и управления и технологические клапаны, причем нагреватель размешен в расточке плиты основания под огневым днищем головки цилиндра, отпичающийс я тем, что, с цепью 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 порш- * ни размещены, в гидроципиндрах, и последние установлены на плите основания, конны траверсы через шарнирные опоры связаны с подвижными поршнями, а ее середина черёз шаровую опору и упругие элементы соединена со стержнями технологических клапанов, которые выполнены с каналами для прохода теплоносителя, 2. Стенд по π.-1, о т л и нарда и й с я тем, что система обдува нагревателя теплоносителем выполнена замкнутой.

SU „„1027566

1 '