SU1672259A1 - Установка дл вибрационных испытаний двигател внутреннего сгорани - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к машиностроению, может быть использовано при вибрационных испытани х деталей кривошипно-шатунного механизма двигателей внутреннего сгорани , позвол ет повысить точность и сократить трудоемкость испытаний. Установка содержит двигатель 1 внутреннего сгорани , электродвигатель 5, нагрузочное устройство 6, причем электродвигатель соединен с коленчатым валом двигател  с помощью гибкого вала 8, а нагрузочное устройство 6 - соединительной муфтой 9. Двигатель 1 имеет картер 10, поршень 11, шатун 12, подшипники 13 коленвала противовесы и маховик 15. Перед каждым циклом испытаний на двигатель устанавливают заданный комплект поршней 11, шатунов 12, коленчатых валов 13, регулируют эксцентриситет отверстий под поршневой палей и положение центров массы шатунов при помощи изменени  положени  грузов и числа прокладок, и также собирают размерную цепь двигател  дл  проведени  испытаний. Затем осуществл ют основные режимы работы установки по заданной программе. При этом выполн ютс  оценка и определение фактического спектра вибраций двигател , вибрационные испытани  двигател  в зависимости от конструктивных параметров деталей кривошипно-шатунного механизма и вы вление оптимального варианта конструкции. 7 з.п. ф-лы. 28 ил.

Description

О

VJ

N3 Ю

сл о

Изобретение относитс  к области машиностроени  и может быть использовано при вибрационных испытани х деталей кривошипно-шатунного механизма в процессе их разработки.

Цель изобретени  - повышение точности и сокращение трудоемкости испытаний .

На фиг,1 представлена установка, общий вид; на фиг.2 - картер, поперечный вид; на фиг.З - то же, вид сбоку; на фиг.4 - то же, вид сверху; на фиг.5 - схема испытани  поршн  с учетом различных факторов; на фиг,6 - схема испытани  коленчатых валов с учетом различного перекрыти  и диамет- ров шеек; на фиг.7 - схема коленчатого вала с отрицательным перекрытием шеек; на фиг.8 - схема коленчатого вала с нулевым перекрытием шеек; на фиг.9 - схема коленчатого оала с положительным перекрытием шеек; на фиг.10-12 - шейки коленчатых валов с положительным, нулевым и отрицательным перекрыти ми шеек соответственно; на фиг.13-15 - коренные шейки коленчатых валов соответственно di d; di d и di d; на фиг.16-19 - шатунные шейки коленчатого вала соответственно при di d; di d и di d: на фиг.20 - шатуны с кривизной; на фиг.21 - шатуны составные; на фиг.22 - шатун специальный с противовесами и грузами L асимметричным расположением центров масс; на фиг.23 - разрез А-А на фиг 22; на фиг.24-26 - комплект коренных подшипников с внутренними диаметрами Ai, A2 и Аз; на фиг.27 - картер, втулка и крышка цилиндров , поперечный разрез; на фиг.28 - то же, вид сверху.

Установка содержит малоразмерный двухтактный двигатель 1 внутреннего сгорани  (фиг.1) с внешним смесеобразованием и контурной поперечной щелевой бесклапанной продувкой 2 с эксцентричным расположением окон 3 на втулке 4, приводной электродвигатель 5, нагрузочное устройство 6. Приводной электродвигатель 5 соедин етс  с коленчатым валом 7 двигател  1 с помощью гибкого вала 8, а нагрузочное устройство б - соединительной муфтой 9, двигатель имеет картер 10, поршень 11, шатун 12, подшипники 13 коленчатого вала, противовесы 14 и маховик 15.

Картер выполнен в форме цилиндра и усечен по хорл.е в верхней части и образую ней плоскость (полку) 16 (фиг 2). На поперечной плоскости картера с двух его сторон выполнены резьбовые отверсти  1 / дл  креплени  крышек картера (не показаны).

Пазы 18, выполненные по форме ласточкина хвоста (фиг.З) на полке 16 картера.

позвол ют ээкрепить цилиндровую втулку 4 (фиг.1) как со смещенной осью вправо или влево по отношению к оси коленчатого вала (фиг.1), так и без смещени .

Дл  обеспечени  хода поршн  в цилиндре нижн   часть втулки может быть установлена по отношению горизонтальной . плоскости 16 (фиг.2) картера на различных глубинах. Дл  этого в горизонтальной пло0 скости картера выполнено отверстие 19 (фиг.4) в форме эллипса дл  обеспечени  установки цилиндровой втулки вправо или влево по отношению к оси коленчатого вала.

5Щека выполнена пр моугольной формы

с двум  отверсти ми 20 диаметром di дл  закреплени  шатунной и коренной шеек (фиг.Гл-19).

Фиксаци  (установка) шейки в щеке с

0 достаточной жесткостью обеспечиваетс  за счет наличи  в щеке разрыва 21 и крепежного элемента 22. Шатунна  шейка (фиг.19) дл  обеспечени  сборки коленчатого вала с отрицательным перекрытием

5 (фиг. 12) имеет выборку 23 (лыска полукругла ) с двух сторон. Диаметр d шатунной и коренной шеек в местах 24 дл  креплени  их в щеках равен диаметру di (отверсти  в щеке). В щеках предусмотрены также

0 резьбовые гнезда (не показаны) дл  крег лени  противовесов

Дл  вибрационного испытани  кривошипно-шатунного механизма (КШМ) с учетом демпфировани  ударов и механических

5 колебаний, возникающих в КШМ при движении , стержень 25 шатуна выполнен с кривизной (фиг.20). Дл  учета вли ни  длины предусмотрены возможность замены стержн  26(фиг.21) шатуна с верхней (пор0 шневой) головкой 27 на стержень другой длины или установка между стержнем 26 и нижней (кривошипной) головкой 28 набора прокладок 29.

Шатун в сборе с грузами состоит из вер5 хней (поршневой) 30 и нижней (кривошипной ) 31 головок, стержн  32 с отверсти ми, расположенными по длине шатуна параллельно ос м поршневой и кривошипной головок . В эти отверсти  с обеих сторон

0 вставлены (рузы 33-36 с асимметричным расположением центров масс, которые снабжены болтом 37, гайкой 38 и шайбой 39 дл  обеспечени  удержани  грузов на стержне 32 шатуна от выпадани  и враще5 ни . Дл  установки грузов 33-36 в нужное положение вокруг каждого отверсти  стержн  нанесены (макернены) несколько меток (не показаны)

С наружной сторону каждого груза 33- Зс асимметричным расположением центpa массы предусмотрены ступенчатые выступы 40 и 41. Кривошипна  головка имеет резьбовые отверсти , пластины (пакет пластин ) 42 и средства дл  креплени  их в отверсти х в различных комбинационных вариантах.

Универсальность картера достигаетс  за счет цилиндрической части, выполненной по размеру, соответствующему траектории движени  кривошипа с положительными перекрыти ми шеек (фиг.9) и шатуна с максимальной длиной (фиг.21), а также отверсти  под комплект коренных подшипников. В комплекте коренные подшипники (фиг.24-26) отличаютс  тем, что внутренние диаметры их Ai, А: и Аз выполнены равными диаметрам коренных шеек (фиг.14 и 15) соответственно, а наружный диаметр соответствует размеру В в крышке картера 10 (фиг.27).

При наличии такого комплекта подшипников исключаетс  необходимость замены картера и его крышек.

При испытании КШМ с различными перекрыти ми шеек коленчатого вала и длинами шатунов цилиндр дл  каждого случа  испытаний должен крепитьс  таким образом , чтобы не преп тствовать движению КШМ.

Устройство состоит из специального стакана 43 с фланцем 44, внутри которого нарезана резьба по всей длине. Така  же резьба нарезана в нижней части поверхности втулки цилиндра. Фланцем 44 стакан 43 крепитс  с помощью крепежного элемента (фиг.32) в пазах 18 на горизонтальной плоскости 16 картера 10.

Втулка 4 цилиндра имеет возможность перемещатьс  по высоте стакана 43 и контритс  гайкой 45.

На втулку 4 цилиндра на регулировочных прокладках 46 устанавливаетс  крышка 47. Регулировочные прокладки 46 обеспечивают возможность перемещени  крышки 47 в зависимости от размеров испытуемых деталей КШМ. Фланец 44 снабжен отверсти ми 48. соосными с пазами 18.

Установка работает следующим образом .

Перед каждым циклом испытаний на двигатель 1 последовательно устанавливают заданный комплект поршней 11. шатунов 12, коленчатых валов 13, регулируют эксцентриситет отверстий под поршневой палец, положение центров массы шатунов при помощи изменени  положени  грузов 33-36 и числа прокладок 29, смещают ось втулки 4 цилиндра относительно оси коленчатого вала 13, перемеща  фланец 44 со

стаканом 43 по пазам 18, в щеки 21 коленчатого вала устанавливают шатунные и коренные шейки заданного диаметра, устанавливают положение крышки 47 относительно втулки 4 цилиндра, измен   число прокладок 46, устанавливают положение втулки 4 в стакане 43.

Затем осуществл ют основные режимы работы установки, которыми  вл ютс :

работа испытуемого КШМ двигател  1

на топливе без нагрузки, при этом электродвигатель 5 отсоединен от двигател  внутреннего сгорани ;

прокрутка испытуемого кривошипношатунного механизма двигател  1 от приводного электродвигател  5 с помощью гибкого вала 8;

прокрутка коленчатого вала 7 от электродвигател  5 при отсоединенной шатуннопоршневой группе.

Предлагаема  установка может примен тьс  также дл  решени  и других задач динамики ДВС. например дл  испытаний на парциальные крутильные, осевые, изгибные , попарно парциальные, св занные или пространственные (крутильно-изгибно- осевые) колебани , испытаний гасителей колебаний (демпферов, антивибраторов и т.д ) уравновешивани  и т.д.

При этом выполн ютс :

оценка и определение фактического спектра вибрации двигател ;

вибрационные испытани  двигател  с учетом конструктивных, геометрических и

динамических факторов без осуществлени  замены основных неподвижных деталей ,

вы вление оптимального варианта конструкции деталей двигател  в зависимости от минимального уровн  шума и вибрации.

Claims (8)

1. Установка дл  вибрационных испытаний двигател  внутреннего сгорани , со- держаща  двигатель внутреннего сгорани , снабженный картером с крышками , втулкой и головкой цилиндра, поршнем , шатуном, коленчатым валом с

подшипниками, противовесами и маховиком , а также приводное и нагрузочное устройства , соединенные с двигателем при помощи валов, отличающа с  тем, что, с целью повышени  точности и сокращени  трудоемкости, картер выполнен цилиндрической формы с плоскостью в верхней части и эллипсовидным отверстием , на которой размещен стакан с фланцем , причем на внутренней поверхности стакана выполнена резьба по всей высоте,

во фланце и верхней плоскости картера выполнены соответственно соосные пазы и от версти , обеспечивающие возможность горизонтального перемещени  стакана с фланцем относительно картера в плоскости, перпендикул рной оси коленчатого вала, а втулка цилиндра снабжена резьбой в нижней части и установлена в стакане с возможностью перемещени  по оси.

2.Установка поп.1.отличающа - с   тем, что между крышкой и втулкой цилиндра дополнительно установлены регулировочные прокладки, обеспечивающие перемещение крышки относительно втулки .

3.Установка поп.1.отличающа - с   тем, что коленчатый вал выполнен составным со щеками пр моугольной формы, причем щеки снабжены двум  отверсти ми и прорез ми дл  установки сменных шатунных и коренных шеек.

4.Установка по п.1 с   тем, что крышки

11

I

отличающа - картера снабжены

16

фланцами г отверсти ми дл  установки сменных подшипников и коленчатых валов .

5. Установка поп.1,отличающа с   тем, что поршень снабжен сменной вставкой с эксцентричным отверстием под палец с грузом заданной массы, причем груз . размещен в соответствии с эксцентриситетом отверсти .

6. Установка поп.1,отличающа - с   тем, что стержни шатуна выполнены заданной кривизны.

7. Установка поп.1,отличающа - с   тем, что шатун выполнен сборным и

снабжен прокладками, установленными между нижней головкой и стержнем, причем стержень снабжен отверсти ми дл  установки грузов с асимметричными центрами масс.

8. Установка по п.1, о т л и ч а ю щ а   - с   тем, что соединительный вал между приводным устройством и двигателем выполнен гибким.

Чугун

Материал

Отношение высоты Нп пори/н  К диаметру И цилиндра

Теплобои зазор

Центр масс(ц.м)

ПОРШЕНЬ

иезаксаж

Материал холей,

Ко на 6 к и колец

1иПкомпрессионные

j Варианты Ащ масслосъемные

{использоЬа- --

чи  канавок

I и П компрессионны Ж и Л маслосъемны

Алюминиевый сплао

j

Керамика, пластмасса

V T l --r-T - .---- - ---

Чугуц-керамика и/м инм комдинацц 

W

.71

Номинальный

Номинальный 0,2мм

Номинальный 02мм

Номинальный

±

7 5мм , Чугун

Пластмасса

Ножа

xi

Л НиШна гоАодке поршн 

N JF на мвке поршн 

1иПкомпрессионные и

щ масслосъемные

--

I и П компрессионные и Ж и Л маслосъемные

л

Фиг. 5

I

s

I

«4

А-А

35 32

4/ 39 38 Фиг. 23

Фиг. 22

Фиг. 27

Фиг. 2b

Фиг. 25

Фиг. 28