Устройство для исследования и демонстрации триботехнических свойств двигателя внутреннего сгорания (двс)

Полезная модель относится к триботехнике и может быть использована для исследования и демонстрации износа материалов с использованием высокотехнологичных добавок в двигателях внутреннего сгорания (ДВС). Устройство для исследования и демонстрации триботехнических свойств двигателя внутреннего сгорания (ДВС) характеризуется тем, что на автономной платформе установлены двигатель внутреннего сгорания (ДВС) с быстросъемными поддоном картера и крышкой газораспределительного механизма, который связан трубопроводом и электрической сетью с топливным баком и аккумуляторной батареей, установленными на этой же автономной платформе. Технический результат: повышение достоверности демонстрации результатов исследований свойств триботехнических материалов в реальном времени и на реальных механизмах двигателя внутреннего сгорания (ДВС), как в стационарных условиях, так и при перемещении устройства на другое место исследования с помощью передвижной или самоходной автономной платформы. 1 н.п. ф-лы. 1 ил.

Устройство для исследования и демонстрации триботехнических свойств двигателя внутреннего сгорания (ДВС)

Полезная модель относится к триботехнике и может быть использована для исследования и демонстрации износа материалов с использованием высокотехнологичных добавок в двигателях внутреннего сгорания (ДВС).

Из уровня техники известна конструкция машины трения, которая состоит из станины, узла трения с размещенным в нем образцом и цилиндрическим контробразцом, и приводом вращения цилиндрического контробразца [«Машина трения» SU 1635069 (А1) (Попченко Ю.А., Скуратовский А.К., Заболотский Л.В., Климанов А.С.) МПК⁵ G01N 3/56, 15.03.1991] [1].

Недостатком этого технического решения [1] является то, что привод, который содержит электродвигатель и клиноременную передачу, обеспечивает взаимное перемещение образца и контробразца только в одном направлении - в направлении вращения контробразца.

Это приводит к невозможности исследований износа материалов в условиях реверса, то есть при противоположном (обратном) вращении контробразца.

Необходимость такой демонстрации и исследований обусловлены тем, что общее влияние нагрузки и переменной по направлению скорости скольжения вызывают возникновение режима трения без смазки, а это, в свою очередь, приводит к передеформированию поверхностных слоев и к изменению характера и интенсивности износа.

Из уровня техники также известна наиболее близкая по технической сути машина трения для испытания материалов в условиях обратно-вращательного движения, которая содержит станину, узел трения с размещенными в нем образцом и цилиндрическим контробразцом, и привод вращения цилиндрического образца, который дополнительно содержит кривошипный механизм [«Машина тертя для випробування матерiалiв в умовах зворотно-обертального руху» UA 152243 (U) (Нацiональний технiчний унiверситет Украни «Кивський полiтехнiчний iнститут») МПК (2006) G01N 3/56, 15.06.2005] [2].

Это техническое решение касается машины трения, которая работает следующим образом.

Привод обеспечивает движение контробразца, в результате чего между ним и образцом возникает сила трения, которая регистрируется с помощью системы измерения основных параметров.

Угол поворота контробразца регулируется изменением эксцентриситета кривошипного механизма.

Недостатком этого технического решения [2] является отсутствие возможности демонстрации триботехнических свойств в реальном времени и на элементах реальных механизмов, например двигателя внутреннего сгорания (ДВС).

Кроме того, невозможно исследовать влияние ударной нагрузки в узлах трения, в которых, кроме того, предварительно используются легко разрушаемые материалы, в связи с чем такая нагрузка в данном случае является особой составной частью при износе контактирующих поверхностей.

Например, исследовать и продемонстрировать работу самого опасного, с точки зрения эксплуатации подшипникового узла двигателя внутреннего сгорания (ДВС), шатунного подшипника скольжения, где вкладыши изготовлены из легкоплавкого материала (баббит, ЦАМ или тому подобный) взаимодействуют со стальной шейкой вала в присутствии ударных нагрузок.

Из уровня техники заявители не обнаружили известные устройства, пригодные для исследования и демонстрации триботехнических свойств двигателя внутреннего сгорания (ДВС), в результате чего заявители считают, что устройство для исследования и демонстрации триботехнических свойств двигателя внутреннего сгорания (ДВС), которое заявляется, не имеет прототипа.

В основу полезной модели поставлена техническая задача создать и реализовать такое устройство, которое бы давало возможность исследовать и демонстрировать свойства триботехнических материалов в реальном времени и на реальных механизмах двигателя внутреннего сгорания (ДВС), смонтированного на автономной платформе.

Технический результат, который достигается при решении поставленной технической задачи, заключается в повышении достоверности демонстрации результатов исследований свойств триботехнических материалов в реальном времени и на реальных механизмах двигателя внутреннего сгорания (ДВС), как в стационарных условиях, так и, при перемещении устройства на другое место исследования с помощью передвижной или самоходной автономной платформы.

Поставленная техническая задача решается, а ожидаемый технический результат достигается тем, что устройство для исследования и демонстрации триботехнических свойств двигателя внутреннего сгорания (ДВС) характеризуется тем, что на автономной платформе установлены двигатель внутреннего сгорания (ДВС) с быстросъемными поддоном картера и крышкой газораспределительного механизма, который связан трубопроводом и электрической сетью с топливным баком и аккумуляторной батареей, установленными на этой же автономной платформе.

Благодаря созданию устройства для исследования и демонстрации триботехнических свойств двигателя внутреннего сгорания (ДВС), которое использует натуральный двигатель внутреннего сгорания (ДВС), оборудованный быстросъемными поддоном картера и крышкой газораспределительного механизма, который связан трубопроводом и электрической сетью с топливным баком и аккумуляторной батареей, установленными на этой же автономной платформе, достигается повышение достоверности натуральной демонстрации результатов исследований свойств триботехнических материалов в реальном времени и на реальных механизмах двигателя внутреннего сгорания (ДВС), как в стационарных условиях, так и при перемещении устройства на другое место исследования с помощью передвижной или самоходной автономной платформы.

Устройство для исследования и демонстрации триботехнических свойств двигателя внутреннего сгорания (ДВС) поясняется прилагаемым чертежом и примером его осуществления со ссылками на чертеж.

Конструкция стенда схематически показана на чертеже, где на платформе 13, снабженной колесами 14, установлен двигатель внутреннего сгорания (ДВС) 1, в корпусе которого расположены газораспределительный вал 3, и коленчатый вал 5 с поддоном картера 4 а также с крышкой газораспределительного механизма 2, работу которого обеспечивают карбюратор 6, топливный бак 7, стартер 9, аккумуляторная батарея 8, генератор 10 и радиатор 11.

Отвод выхлопных газов выполняется через выхлопную систему 12 с глушителем,, при необходимости, снабженную катализатором.

Для удобства визуального контроля установлено зеркало 15.

Наблюдение за температурой вкладышей ведут с помощью инфракрасного термометра (пирометра) 16.

Существенными признаками заявленного технического решения является размещение на автономной платформе 13 двигателя внутреннего сгорания (ДВС) 1 с быстросъемными поддоном картера 4 и крышкой газораспределительного механизма 2, который связан трубопроводом и електричною сетью с топливным баком 7 и аккумуляторной батареей 8, установленными на этой же автономной платформе 13.

Последовательность исследовательских и демонстрационных операций при использовании устройства выполняют следующим образом.

Двигатель внутреннего сгорания (ДВС) 1, установленный на платформе 13, предварительно нарабатывает с маслом в картере 4, в которое внесено триботехническое соединение.

Скорость вращения коленчатого вала 5 и срок наработки ДВС 1 с маслом зависит от конкретного триботехнического соединения и поставленной цели при исследовании или демонстрации.

После наработки определенного времени, масло сливается, снимаются поддон картера 4 и крышка газораспределительного механизма 2, после чего монтируют зеркало 15 и пирометр 16.

После этого начинается исследование или демонстрация характеристик сервовитной пленки, которая образовалась во время предыдущей работы двигателя внутреннего сгорания (ДВС) 1, с маслом и добавленным к ней триботехническим соединением.

Следующим шагом является работа двигателя внутреннего сгорания (ДВС) 1 без масла в течение установленного регламентом презентации времени, при котором проводится визуальное и инструментальное наблюдение за работой газораспределительного и коленчатого валов 3, 5 на протяжении запланированного срока, для чего используются зеркало 15 и пирометр 16.

Исследования триботехнического состава заключаются в сравнении установленных параметров деталей в тех местах, где они подвергаются трению, например, линейных размеров, твердости и тому подобных параметров, к началу работы устройства с маслом и триботехническим соединением и после работы в заданных режиме и времени, а также без масла за счет сервовитной пленки.

Деталями, которые подлежат исследованиям, могут быть шейки газораспределительного и коленчатого валов 3, 5, стенки цилиндров, поверхности трения компрессионных и маслосъемных колец и тому подобные детали триботехнических пар.

Количество циклов и их длительность обусловливается целью исследования.

На протяжении исследования проводится визуальное и инструментальное наблюдение за работой исследуемых деталей на протяжении запланированного срока, а также, при необходимости, проводится фиксирование информации с помощью фото-, кино-, электронных и тому подобных устройств.

Устройство также может быть использовано для сравнения результатов, полученных при использовании разных триботехнических соединений.

Для этого необходимо для каждого соединения отдельно, например, наработать коленчатый вал 5 в порядке, указанном выше и поставить новые вкладыши подшипников, при этом время предыдущей наработки должно быть одинаковым, а коленчатые валы 5 и вкладыши подшипников изготовлены из одной партии и одинаковыми линейными показателями для максимального снижения погрешностей испытаний.

Для точности испытаний топливо также должно быть одинаковым, а число оборотов и другие показатели должны контролироваться приборами.

Сравнение эффективности триботехнических соединений проводится согласно температурным показателям поверхностей трения, изменению их линейных размеров, показателей твердости, наработки к предельному или полному износу поверхностей деталей и тому подобное.

Устройство для исследования и демонстрации триботехнических свойств двигателя внутреннего сгорания (ДВС), характеризующееся тем, что на автономной платформе установлены двигатель внутреннего сгорания с быстросъемными поддоном картера и крышкой газораспределительного механизма, который связан трубопроводом и электрической сетью с топливным баком и аккумуляторной батареей, установленными на этой же автономной платформе, кроме того, в состав устройства введены зеркало и пирометр для визуального и инструментального наблюдения за работой газораспределительного и коленчатого валов ДВС.