Главная страница  |  Описание сайта  |  Контакты
СПОСОБ ДИНАМИЧЕСКОЙ БАЛАНСИРОВКИ ДИЗЕЛЕЙ
СПОСОБ ДИНАМИЧЕСКОЙ БАЛАНСИРОВКИ ДИЗЕЛЕЙ

СПОСОБ ДИНАМИЧЕСКОЙ БАЛАНСИРОВКИ ДИЗЕЛЕЙ

Патент Российской Федерации
Суть изобретения: Использование: балансировочная техника. Сущность изобретения: измеряют величину дисбаланса за цикл работы дизеля, установленного на машине, в установившемся режиме его работы и определяют угол дисбаланса относительно опорной точки - верхней мертвой точки поршня первого цилиндра. Измеряют среднеквадратические значения амплитуд виброскоростей нижней плоскости картера маховика в плоскости его вращения в вертикальном направлении при частоте вращения коленчатого вала 1850 - 1900 мин-1 на холостом ходу дизеля, а величину и угол дисбаланса определяют на основании этих измерений. 6 ил.
Поиск по сайту

1. С помощью поисковых систем

   С помощью Google:    

2. Экспресс-поиск по номеру патента


введите номер патента (7 цифр)

3. По номеру патента и году публикации

2000000 ... 2099999   (1994-1997 гг.)

2100000 ... 2199999   (1997-2003 гг.)
Номер патента: 2077037
Класс(ы) патента: G01M1/16
Номер заявки: 5027376/28
Дата подачи заявки: 02.12.1991
Дата публикации: 10.04.1997
Заявитель(и): Ленинградский сельскохозяйственный институт
Автор(ы): Аллилуев В.А.; Муравьев К.Е.; Петровский Н.В.
Патентообладатель(и): Ленинградский сельскохозяйственный институт
Описание изобретения: Изобретение относится к балансировочной технике и может найти применение в любой отрасли машиностроения при балансировке дизелей.
Известен способ динамической балансировки двигателей внутреннего сгорания, заключающийся в том, что двигатель размещают на платформе, установленной с возможностью колебаний в вертикальном направлении, приводят во вращение коленчатый вал двигателя и по колебаниям платформы судят о неуравновешенности двигателя, отличающийся тем, что, с целью повышения точности, после размещения двигателя на платформе оси двигателя, во взаимно перпендикулярных плоскостях которых расположен кривошипно-ползунный механизм и коленчатый вал, совмещают с точкой подвеса платформы, а определение неуравновешенности производят в две стадии при отключенной и включенной муфте сцепления (а.с. 8238920, кл. G 01 M 1/16).
Недостатки данного способа следующие:
большая трудоемкость, связанная с необходимостью демонтажа двигателя и установки его на измерительном оборудовании;
большая трудоемкость получения данных;
внесение большой погрешности при измерении, за счет трудности контроля соосности вала привода с коленчатым валом двигателя, а также совмещения взаимно-перпендикулярных плоскостей кривошипно-ползунного механизма и коленчатого вала с точкой подвеса платформы;
неуниверсальность для всего шлейфа двигателей внутреннего сгорания.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому способу относится способ контроля дисбаланса двигателей внутреннего сгорания по изменению внутрициклового ускорения в установившемся режиме работы двигателя, заключающийся в том, что в установившемся режиме работы двигателя по неравномерности вращения коленчатого вала в цикле можно оценить величину дисбаланса и угол его сосредоточения. Для этого необходимо зафиксировать максимальную разность значений ускорений контролируемого двигателя и эталонного, полученного аналогичным путем для прецизионно отбалансированного двигателя идентичной марки. Величина дисбаланса определяется по максимальной разности ускорений, а угловое положение этой разности относительно опорной точки, например верхней мертвой точки поршня первого цилиндра, будет соответствовать углу дисбаланса (Шипунов О.А. Натарзан В.М. Контроль дисбаланса двигателей внутреннего сгорания // Методы, алгоритмы, средства диагностирования и обеспечение работоспособности сельскохозяйственной техники: Научно-технический бюллетень 23, ВАСХНИЛ, Сибирское отделение. Новосибирск, 1986 г.).
Недостатки данного способа следующие:
большая трудоемкость установки первичных преобразователей, связанная с необходимостью выполнения резьбовых отверстий в кожухе маховика;
способ недостаточно точен, так как внутрицикловая разность ускорений зависит от многих факторов и очень сложно определить, какую долю в общую разность ускорения вносит дисбаланс, а также ввиду сложности визуального сравнения амплитуд и фаз эталонной синусоиды с синусоидой контролируемого двигателя, зафиксированной на осциллографе.
Целью изобретения является повышение точности измерения и снижение трудоемкости.
Поставленная цель достигается тем, что способ динамической балансировки дизеля, заключающийся в измерении величины и угла дисбаланса за цикл работы дизеля в установившемся режиме его работы, и угол дисбаланса определяют относительно опорной точки ВМТ поршня первого цилиндра. При этом измеряют среднеквадратическое значение амплитуд виброскоростей нижней плоскости картера маховика в плоскости его вращения в вертикальном направлении: при частоте вращения коленчатого вала 1850 1900 мин-1 на холостом ходу дизеля, установленного на машине.
Новые существенные признаки следующие:
измеряют среднеквадратическое значение амплитуд виброскоростей нижней плоскости картера маховика в плоскости его вращения в вертикальном направлении;
частота вращения коленчатого вала 1850 1900 мин-1;
измеряют на холостом ходу;
измеряют скорость вращения коленчатого вала и угол сосредоточения дисбаланса с помощью измерительной шестерни.
Перечисленные существенные признаки достаточны во всех случаях, на которые и распространяется испрашиваемый объем правовой охраны.
При осуществлении способа выявленные отличительные признаки в совокупности с известными обеспечивают получение технического эффекта, заключающегося в значительном снижении трудоемкости измерения и устранения дисбаланса дизелей в сборе не только при их производстве и ремонте, но и в период эксплуатации при проведении технического обслуживания машин; повышение точности измеренияи устранения дисбаланса дизелей, а тем самым снижения потерь эффективной мощности на преодоление неуравновешенных сил инерции, сокращения удельного расхода топлива, значительного увеличения ресурса не только дизеля, но и других узлов и машины в целом (за счет снижения вибрации и как следствие этого уменьшения перемещений деталей относительно друг друга и взаимных соударений, в пределах зазоров), увеличения производительности труда операторов машин вследствие уменьшения утомляемости (за счет снижения общего уровня шума и вибрации машины); улучшения культуры производства, т.к. появляется возможность автоматизировать процесс контроля.
На фиг. 1 представлена блок-схема динамической балансировки дизелей; на фиг. 2 установка измерительной шестерни с датчиком отметки верхней мертвой точки поршня первого цилиндра и датчиком измерения скорости вращения; на фиг. 3 установка синхронизирующего вибропреобразователя акселерометра; на фиг. 4 установка измерительного вибропреобразователя акселерометра; на фиг.5
диагностический сигнал дисбаланса дизеля; на фиг.6 диагностический сигнал дисбаланса дизеля после установки корректирующих грузов.
Устройство для реализации способа динамической балансировки дизелей содержит (фиг.1): 1 двигатель, установленный на машине; 2 измерительную шестерню с прорезью 3; 4 кронштейн; 5 датчик отметки верхней мертвой точки поршня первого цилиндра; 6 датчик измерения скорости вращения коленчатого вала; 7 синхронизирующий вибропреобразователь-акселерометр; 8 струбцину; 9 измерительный вибропреобразователь-акселерометр; 10 переходное устройство; 11 блок обработки сигнала, состоящий из усилителя 12 и узкополосного фильтра 13; 14 измеритель.
На двигатель 1 (фиг.1) укреплена при помощи болта крепления шкива коленчатого вала измерительная шестерня 2 с продольной прорезью 3 (фиг.2) на ее боковой поверхности. Напротив прорези 3 в момент нахождения поршня первого цилиндра в ВМТ при помощи кронштейна 4 установлен датчик 5 отметки ВМТ, например, индукционный (ОВИ 1). Напротив зубьев измерительной шестерни 2 установлен датчик измерения скорости вращения коленчатого вала, например, индукционный (ОВИ 2). Синхронизирующий вибропреобразователь акселерометр 7 (фиг. 3), например, Д14 установлен на топливопроводе высокого давления посредством струбцины 8. На нижней плоскости картера маховика двигателя 1 (фиг.4) по средствам переходного устройства 10 установлен измерительный вибропреобразователь-акселерометр 9, например, Д14. Электрический сигнал с измерительного вибропреобразователя акселерометра 9 (фиг.1) поступает на блок обработки сигнала 11, состоящий из усилителя 12 и узкополосного фильтра 13. После обработки сигнал поступает на вход измерителя 14, например, измерительно-вычислительный комплекс К 539 КИ 13590 ГОСНИТИ. На вход измерителя 14 поступают также электрические сигналы c: синхронизирующего вибропреобразователя-акселерометра 7, датчика 5 отметки ВМТ, датчика 6 измерения скорости вращения коленчатого вала.
Способ динамической балансировки дизеля осуществляется следующим образом. На двигатель 1, установленный на машине, под болт крепления шкива коленчатого вала устанавливают измерительную шестерню 2 с продольной прорезью 3 на ее боковой поверхности. Устанавливают датчик 5 (фиг.2) отметки ВМТ и датчик 6 измерения скорости вращения коленчатого вала посредством кронштейна, который закрепляется гайкой болта крепления передней опоры двигателя, причем измерительную шестерню 2 и кронштейн с датчиками устанавливают таким образом, чтобы продольная прорезь 3 на боковой поверхности измерительной шестерни 2 находилась напротив датчика 5 в момент нахождения поршня первого цилиндра в ВМТ, а ее зубья находились напротив датчика 6. Датчик синхронизации 7 (фиг.3) устанавливают с помощью струбцины 8 на топливопровод высокого давления того цилиндра, рабочий процесс которого предшествует нахождению поршня первого цилиндра в ВМТ такта сжатия. На нижнюю поверхность кожуха маховика в имеющееся резьбовое отверстие устанавливают переходное устройство 10 (фиг. 4), на резьбовой хвостовик которого устанавливают измерительный датчик 9. Запускают двигатель 1 и прогревают до рабочей температуры масла (согласно инструкции по эксплуатации). Устанавливают частоту вращения коленчатого вала n 1850 1900 мин-1 на холостом ходу дизеля, что контролируют по показанию измерителя 14 (фиг.1) (измерение частоты вращения коленчатого вала измерителем 14 осуществляется посредством электрических импульсов, поступающих на вход измерителя 14 с датчика 6 измерителя скорости вращения). С измерительного вибропреобразователя акселерометра 9 выходной электрический сигнал поступает на вход блока обработки сигнала 11, содержащего усилитель сигнала 12 и узкополосный фильтр с частотой резонанса f 31,5 Гц. С выхода блока обработки 11 сигнал поступает на вход измерителя 14, на экране которого получают зафиксированную развернутую диаграмму обработанного вибросигнала за цикл работы дизеля (0.720o) п.к.в. (фиг.5).
Управление измерителем для получения на его экране развертки вибросигнала за цикл работы дизеля осуществляется с помощью электрических импульсов, поступающих с синхронизирующего вибропреобразователя-акселерометра 7 и датчика 5 отметки верхней мертвой точки поршня первого цилиндра. С помощью управляемого курсора измерителя 14 на развернутой диаграмме вибросигнала (фиг. 5)измеряют средние квадратические значения амплитуд виброскоростей нижней плоскости картера маховика. По результатам измерения таким образом определяют величину неуравновешенной массы, а угол ее сосредоточения определяют по фазе установки курсора, после чего производят балансировку двигателя установкой корректирующих грузов под гайки болтов крепления муфты сцепления к маховику, грузы устанавливают через лючок, имеющийся в кожухе сцепления, после чего двигатель считается отбалансированным (фиг.6).
Формула изобретения: Способ динамической балансировки дизелей, заключающийся в определении величины и угла дисбаланса за цикл работы дизеля, установленного на машине, в установившемся режиме его работы, при этом угол дисбаланса определяют относительно опорной точки верхней мертвой точки поршня первого цилиндра, отличающийся тем, что измеряют среднеквадратические значения амплитуд виброскоростей нижней плоскости картера маховика в плоскости его вращения в вертикальном направлении при частоте вращения коленчатого вала 1850 1900 мин-1 на холостом ходу дизеля, а величину и угол дисбаланса определяют на основании этих измерений.