Способ измерения зазоров в подшипниках кривошипно-шатунного механизма двигателя внутреннего сгорания

 

Сущность изобретения: коленчатый вал двигателя проворачивают на 720°, определяют минимальное значение крутящего момента и устанавливают коленчатый вал в этом положении. Затем проворачивают коленчатый вал в обратном направлении, прикладывая крутящий момент, равный моменту сопротивления проворачивания коленчатого вала без поршней. Далее последовательно n-1 раз, где n - число цилиндров двигателя, увеличивают крутящий момент на величину, необходимую для перемещения одного поршня в цилиндре. При каждом значении крутящего момента измеряют угол поворота коленчатого вала, а зазоры определяют по этим углам поворота. Повышается точность и снижаются затраты на контроль.

Изобретение относится к технической диагностике, а именно к способам измерения зазоров в подшипниках кривошипно-шатунного механизма КШМ) двигателей внутреннего сгорания (ДВС).

Известны способы измерения зазоров в подшипниках КШМ, основанные на фиксации расстояний перемещения поршня, как при неподвижном, так и при вращающемся коленчатом вале ДВС.

При реализации этих способов требуется наличие сложных и дорогостоящих измерительных средств - тензометрической, виброизмерительной и др. аппаратуры, значительный объем подготовительных операций, на погрешность измерения существенное влияние оказывает нагар на поршнях двигателя и наличие слоя смазки в подшипниках скольжения.

Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа, является способ измерения зазоров в сопряженных КШМ, реализуемый в устройстве КИ-13933 ГОСНИТИ и заключающийся в определении разницы высот ВМТ поршня при пусковых и максимальных оборотах коленчатого вала.

Однако известный способ имеет следующие недостатки: большая трудоемкость подготовительных работ, так как требуется снятие форсунок с двигателя и установка на их место измерительного устройства. Кроме этого, ограничение по времени замера при максимальных оборотах коленчатого вала (не более 30 с) требует у проводящего измерения высокой квалификации.

Целью изобретения является повышение точности и снижение затрат на контроль технического состояния КШМ ДВС.

Это достигается тем, что проворачивают коленчатый вал двигателя на 720^о, определяют минимальное значение крутящего момента и устанавливают вал в этом положении. Тем самым обеспечивается постоянство измерительной базы.

Затем проворачивают коленчатый вал в обратном направлении, прикладывая крутящий момент, равный моменту сопротивления проворачиванию коленчатого вала без поршней.

Этот момент определяется при прокручивании коленчатого вала в пределах номинального суммарного зазора в верхних и нижних подшипниках шатуна (0,18. ..0,29 мм). В пределах этого зазора поршни двигателя не перемещаются.

Затем последовательно увеличивают крутящий момент на величину, необходимую для перемещения одного поршня в цилиндре столько раз, сколько цилиндров в двигателе за вычетом единицы и при каждом значении крутящего момента измеряют угол поворота коленчатого вала.

Момент сопротивления перемещению одного поршня определяется по зависимости: M_п = , где M_п - крутящий момент сопротивления перемещению одного поршня; M - наименьший крутящий момент проворачивания коленчатого вала двигателя; M_o - крутящий момент проворачивания вала дизеля без поршней; n - количество цилиндров дизеля.

Это обеспечивает выбор зазоров в верхней и нижней головках каждого отдельного шатуна двигателя. Угол поворота коленчатого вала при соответствующих крутящих моментах будет служить мерой указанных зазоров.

В случае, если хотя бы один из суммарных зазоров превышает нормативное значение, двигатель подлежит разборке с целью выяснения места дефекта. Способ может быть осуществлен с использованием динамометрического рычага, снабженного оптическим угломером. Установка устройства осуществляется один раз на шкив коленчатого вала двигателя. Измерение также может быть осуществлено специальным электродвигателем с программным управлением.

Таким образом обеспечивается снижение затрат на контроль и обеспечивается снижение затрат на контроль и обеспечивается требуемая точность измерения, так как нет необходимости в подготовительных работах по каждому цилиндру, слой смазки в подшипниках постоянен, нагар на поршне не влияет на измерение.

П р и м е р. Измерение производилось на дизеле ЯМЗ-238НБ трактора "Кировец" К-700А. При этом использовались: динамометрический ключ ДК-0,1, индикатор часового типа ИЧ-IОМН, штатив для индикатора КИ-1871.01. С помощью динамометрического ключа через шкив привода вентилятора проворачивался коленчатый вал дизеля на два оборота. Установлено минимальное значение крутящего момента, которое в данном случае равнялось 5,3 кгсм.

Штатив с индикатором часового типа закреплялся на блоке дизеля, а ножка индикатора устанавливалась в ребро динамометрического рычага на расстоянии от центра вращения вала равном 140 мм (два радиуса кривошипа коленчатого вала дизеля).

Затем коленчатый вал дизеля проворачивался в обратную сторону на величину поворота динамометрического рычага, равного 0,20 мм номинальный суммарный зазор в подшипниках в верхней и нижней головках шатуна) и при этом фиксировался крутящий момент, который оказался равным 1,7 кГс. После этого определялся момент, который оказался равным 1,7 кГсм. После этого определялся момент сопротивления перемещению одного поршня согласно приведенной формуле: M_п = = 0,45 кгсм, Для удобства отсчета этот момент принят равным 0,5 кГсм. После этого динамометрический рычаг возвращался в исходное положение (показание индикатора "0") и последовательно прикладывался в обратную сторону крутящий момент равный 1,8; 0,5; 0,5; 0,5; 0,5; 0,5; 0,5; 0,5 кг. Крутящий момент 1,8 кгсм получен путем увеличения момента 1,7 кгсм на 0,1 кгсм (20% от 0,5 кгсм) для более полного выбора зазора в сопряжении при неподвижном положении поршней.

При каждом значении крутящего момента делалась выдержка в 3-6 с и считывалось показание индикатора, которое оказалось равным: 0,22; 0,23; 0,23; 0,25; 0,25; 0,26; 0,26. Анализ этих данных показывает, что техническое состояние подшипников кривошипно-шатунного механизма дизеля находится в допустимых пределах.

Формула изобретения

СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ЗАЗОРОВ В ПОДШИПНИКАХ КРИВОШИПНО-ШАТУННОГО МЕХАНИЗМА ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и снижения затрат на контроль, проворачивают коленчатый вал двигателя на 720^o, определяют минимальное значение крутящего момента и устанавливают коленчатый вал в этом положении, затем проворачивают коленчатый вал в обратном направлении, прикладывая крутящий момент, равный моменту сопротивления проворачивания коленчатого вала без поршней, и последовательно n-1 раз, где n - число цилиндров двигателя, увеличивают крутящий момент на величину, необходимую для перемещения одного поршня в цилиндре, и при каждом значении крутящего момента измеряют угол поворота коленчатого вала, а зазоры определяют по этим углам поворота.