ДИНАМИЧЕСКИЙ ВИБРОГАСИТЕЛЬ ЦИЛИНДРОВЫХ ВТУЛОК ДВИГАТЕЛЕЙ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ ДВС

Изобретение относится к двигателестроению, в частности, к виброгасителям цилиндровых втулок.
Уровень техники
Известен виброгаситель, используемый для снижения коррозионно-эрозионного износа блока цилиндра и цилиндрических втулок с водным охлаждением, возникающего в результате интенсивных вибраций цилиндровых втулок, которые возникают вследствие ударных импульсов от поршней при перекладках шатунов при переходе ими крайних положений (верхняя и нижняя мертвые точки). Для снижения уровня вибраций в блоке цилиндров размещен виброгаситель (например, в двигателе ЯМЗ), представляющий собой специальное плоское резиновое кольцо, устанавливаемое с натягом на гильзе и попадающее вместе с гильзой при сборке в выточку в блоке и гильзе. Как правило, при демонтаже узел разрушается, поэтому в эксплуатации при переборках его нужно заменять новым [1].
Известен виброгаситель, где посадка цилиндрической втулки в цилиндровый блок осуществлялась посредством металлических колец, посаженных с натягом на цилиндровую втулку и в гнездо рубашки. Между кольцами демпфирующего устройства устанавливались вибропоглощающие прокладки [2].
Вследствие недостаточного гашения колебаний цилиндровых втулок в известных конструкциях до конца не устраняется коррозионно-эрозионное разрушение охлаждаемых поверхностей цилиндровых втулок, а также разрушение галтелей бурта цилиндровых втулок, из-за образования усталостных трещин в них.
Сущность изобретения
Задача изобретения - разработка виброгасителя, работающего в режиме антирезонанса к колебаниям цилиндровой втулки, позволяющего снизить кавитационно-коррозионное разрушение охлаждаемых поверхностей цилиндровых втулок, а также разрушение галтелей бурта цилиндровых втулок.
Динамический виброгаситель цилиндровых втулок двигателей внутреннего сгорания содержит упругие элементы. Они помещаются между верхней и нижней обоймами. Нижняя обойма виброгасителя запрессовывается с натягом в проточку блока цилиндров. Верхняя обойма гасителя с натягом сажается на цилиндровую втулку под посадочный бурт. Верхняя обойма гасителя своим цилиндрическим выступом входит в паз нижней обоймы. Упругие элементы сжимаются шпильками цилиндровой крышки. При этом упругие элементы разделены промежуточными массами, позволяющими гасить возникающую вибрацию в антирезонансном режиме.
Динамический виброгаситель цилиндровых втулок двигателей внутреннего сгорания работает следующим образом. В процессе работы двигателя цилиндровые втулки в результате импульсного воздействия на них поршней и пульсации рабочего газа в цилиндре подвергаются сложным деформациям. Реакция упругих элементов виброгасителя на динамическое воздействие радиальных, продольных и окружных сил деформации втулки должна быть им равна и направлена в противоположную сторону. При этом степень эффективности виброзащиты будет определяться величиной диссипации энергии колебания, осуществляемой в упругих элементах гасителя. Поскольку реакция виброгасителя направлена в противоположную сторону силам деформации, то для повышения эффекта гашения, промежуточные массы, разделяющие упругие элементы, по сравнению с массой цилиндровой втулки должны быть как можно меньшими, в пределе приближаясь к нулевому значению. Это может быть достигнуто разделением упругих элементов прокладками металлической фольги. В этом случае определение реакции упругих элементов, образующих соединение, будет определяться эквивалентными величинами их диссипации, которая уменьшается в число раз кратное количеству разделенных промежуточными массами упругих элементов, что будет смещать настройку колебательной системы виброгасителя в область антирезонанса колебаниям цилиндровой втулки.
Разработанная конструкция виброгасителя проходила экспериментальную проверку на стендовой установке.
Полученные в ходе эксперимента результаты подтвердили возможность работы виброгасителя в режиме антирезонанса к колебаниям цилиндровой втулки. Работа цилиндровой втулки при использовании динамического виброгасителя не сопровождается кавитационными процессами в охлаждающей жидкости и, соответственно, втулка не подвергается коррозионно-эрозионному разрушению и образованию усталостных трещин в галтелях посадочного бурта.
Источники информации:
1. Двигатели внутреннего сгорания: Учеб. для вузов по спец. «Строительные и дорожные машины и оборудование» / Хачиян А.С., Морозов К.А., Луканин В.Н. и др., Под ред. Луканина В.Н. - М.: Высш. шк., 1985 С.248.
2. Валишин А.Г. Стендовые исследования демпфирующих свойств // Морской флот. - 2008. №2 С.45.