SU1111050A1

SU1111050A1 - Стенд дл исследовани тепловой и химической стойкости поршн двигател внутреннего сгорани

Info

Publication number: SU1111050A1
Application number: SU833599113A
Authority: SU
Inventors: Геннадий Михайлович Ключников; Леонид Ефимович Шейнман; Виктор Никонович Сяктерев
Original assignee: Ижевский механический институт
Priority date: 1983-07-01
Filing date: 1983-07-01
Publication date: 1984-08-30

Abstract

СТЕНД ДНЯ ИССЛЕДОВАНИЯ ТЕПЛОВОЙ И ХИМИЧЕСКОЙ СТОЙКОСТИ ПОРШНЯ ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ, содержащий цилиндр с гильзой, выпускным органом и испытуемым поршнем, а также камеру сгорани с форсуночной головкой и запальником, причем камера сгорани размещена над цилиндром , отличающийс тем, что, с целью повьппеНИН эффективности, он дополнительно содержит трубчатый охладитель, регул тор расхода, охлаждаемое СОПЛО- и источник охладите:л , причем трубчатый охладитель раз мещен ме ду камерой сгорани и цилиндром и св зан с источником охладител и регул тором расхода, а охлаждаемое сопло размешено на выходе из выпускного органа.

Description

Изобретение относитс к двигателестроению , в частности к испытани м поршней двигателей внутреннего сгорани . Известен стенд дл исследовани тепловой и химической стойкости поршн двигател внутреннего сгорани , содержаищй цилиндр с гильзой, выпускным органом и испытуемым порш нем, а также камеру сгорани с форсуночной головкой и запальником, причем камера сгорани размещена на цилиндром Недостатком известного стенда вл етс отсутствие системы регулир вани теплового потока по сечению поршн с целью воспроизведени усло вий, близких к реальным. Кроме того невозможно изменение температуры продуктов сгорани без изменени соотношени компонентов (горючего и воздуха), т.е. при посто нном коэффициенте избытка окислител . Выхлопное окно в устройстве выполнено в виде кольцевой щели, что не соответствует реальному полю скоростей газа в районе поршн . Цель изобретени - обеспечение возможности регулировани тепловых потоков и приближение пол скоростей газа в районе поршн к реальному, а следовательно, повьш1ение эффектив ности. Указанна цель достигаетс тем, что стенд дл исследовани тепловой и химической стойкости поршн двигател внутреннего сгорани , содержащи цилиндр с гильзой, выпускным органом и испытуемым поршнем, а также камеру сгорани с форсуночной головкой и запапьником, причем камера сгорани размещена над цилиндром, дополнитель но содержит трубчатый охладитель, ре . гул тор расхода, охлаждаемое сопло и источник охладител , причем трубча тый охладитель размещен между камерой сгорани и цилиндром и св зан с источником охладител и регул тором расхода, а охлаждаемое сопло размещено на выходе из выпускного органа На фиг. 1 изображен стенд, общий вид, на фи1ч 2 - сечение А-А на фиг Данный вариант стенда (фиг. 1 и предназначен дл испытани поршн мотоциклетного двигател . Стенд содержит оребренный цилиндр t с гильзой 2, в которой установлен исследуемый пор.иень 3, скрепленный С шатуном 4 и серьгой 5, имеющей возможность перемещени по направл ющим , закрепленным на крьш1ке 6 (с целью регулировани положени поршн по высоте и воспроизведени боковых нагрузок на него). К окну в цилиндре, заканчивающемус выхлопным патрубком, пристыковано охлаждаемое жидкостью сопло 7, размер которого расчитан на создание в стенде определенного рабочего давлени при заданном расходе компонентов топлива. Сопло работает в режиме критического истечени . Расход охлаждающей жидкости обеспечивает возможность длительной работы сопла, в том числе на форсированных режимах. К цилиндру крепитс секционна охлаждаема жидкостью камера 8 сгорани с форсуночной головкой 9. Обща длина камеры сгорани выбираетс из услови обеспечени времени, в течение которого достигаетс заданна полнота сгорани . На камере сгорани установлен запальник 10. На днище форсуночной головки , расположенной напротив дниша исследуемого поршн , смонтированы центробежные форсунки 11 горючего (в данном случае форсунка одна). Фор-сунки окислител (воздуха) выполнены в виде отверстий в днище форсуночной головки. Взаимное расположение форсунок горючего и окислител выбираетс из условий обеспечени распыла, а также с учетом реального распределени тепловых потоков по днищу поршн . Секции камеры сгорани (на фиг. 1 и 2 одна) служат дл регулировани температуры газа. Дл этого в указанных секци х смонтирован трубчатый охладитель в виде набора труб 12, к которым подводитс охлаждающа жид- кость. Регулирование температуры газообразных продуктов сгорани производитс за счет теплоотдачи от газа в охлаждающую жидкость. Расположение труб по поперечному сечению камеры сгорани , их форма, размер, параметры движени по ним охлаждающей жидкости подбираютс из услови обеспечени заданного распределени тепловых потоков по сечению поршн . Один из возможных вариантов расположени труб по поперечному сечению камеры показан на фиг. 2. Кажда

труба снабжена дросселем 13 дл регулировани расхода охладител .

Корпус форсунки горючего установлен во втулке 14, имеющей сферическую опорную поверхность, вследствие чего ось форсунки может быть расположена под углом к оси камеры. Тем самым можно создавать неравномерное поле температур по сечению камеры и дополнительно к набору труб вли ть на распределение тепловых потоков по сечению поршн .

Втулка 14 после установки форсунки в заданном положении фиксируетс поджатием штуцера 15.

Дл обеспечени условий теплосъема с. цилиндра, близких к реальным, р дом со стендом размещен вентил тор 16, создающий воздушный поток. Регулированием скорости и направлени воздушного потока вентил тора также воздействуют на распределение тепловых noToijoB в цилиндре и поршне, добива сь приближени их к реальным.

Во врем испытани поршн и проведени измерений температуры и тепловых потоков в различных точках поршн форсуночна головка создает стационарный поток продуктов сгорани омывающий днище поршн и выход щий через выхлопное окно и охлаждаемое сопло в.атмосферу.

Услови испытани - средние давление , температура, химический состав продуктов сгорани , поле скоростей вблизи днища поршн поддерживаютс близкими к реальным.

Это позвол ет сократить количество потребных испытаний дл получени достоверных данных о стойкости поршн на тех или иных режимах. Кроме того, установка позвол ет проводить испытани поршней на форсированных режимах - при повышенных расходах компонентов топлива, давлени х, температурах продуктов сгорани . Это влечет за собой сокращение сроков экспериментальной обработки новых конструкций поршн , материалов покрытий его дни1да и т.д., как по сравнению с прототипом, так и по сравнению с базовым объектом, в качестве которого прин т натурный двигатель внутреннего сгорани , так как определение стойкости поршней производитс путем стендовых и дорожных испытаний двигател . Испытани на натурном двигателе не позвол ют осуществить широкое варьирование температурной газа и другими параметрами, определ к цими тепловые нагрузки на поршень, из-за ограничений, св занных с возможностью осуществлени рабочего цикла. Кроме того, при дорожных испытани х невозможно обеспечить длительную непрерывную работу двигател на одном режиме .

Продолжительность испытаний на предлагаемом стенде дл получени сравнительных данных о живучести поршн составл ет несколько минут или, в крайнем случае, часов. Таким образом, уменьшение продолжительности испытаний на несколько пор дков, соответственно снижает стоимость испытани .

Ч

IS

Claims

СТЕНД ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ ТЕПЛОВОЙ И ХИМИЧЕСКОЙ СТОЙКОСТИ ПОРШНЯ ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ, содержащий цилиндр с гильзой, выпускным органом и испытуемым поршнем, а также камеру сгорания с форсуночной головкой и запальником, причем камера сгорания размещена над цилиндром, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности, он дополнительно содержит трубчатый охладитель, регулятор расхода, охлаждаемое сопло, и источник охладите' ля, причем трубчатый охладитель раз¹мещен между камерой сгорания и циίлиндром и связан с источником охладителя и регулятором расхода, а охлаждаемое сопло размешено на выходе 'из выпускного органа.

>

1 1111(