ЭЛЕКТРОГИДРАВЛИЧЕСКОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВОССТАНОВЛЕНИЯ ВНУТРЕННЕГО ДИАМЕТРА ИЗНОШЕННЫХ ГИЛЬЗ ЦИЛИНДРОВ ДВС

Полезная модель относится к ремонтно-восстановительному производству, в частности предназначено для восстановления внутреннего диаметра изношенных гильз цилиндров двигателей внутреннего сгорания (ДВС).
Известен способ и устройство восстановления внутреннего диаметра гильз цилиндров двигателей внутреннего сгорания [1], включающий обжатие гильзы по введенной внутрь нее оправке радиальными по отношению к цилиндрической поверхности гильзы усилиями. При этом пластическая деформация гильзы осуществляется за счет энергии электрогидравлического удара в закрытой камере путем фокусирования направленности воздействия взрывной волны. Устройство для осуществления способа включает закрытую разрядную камеру с электродами, при этом внутренняя полость закрытой камеры выполнена в виде двух соосно расположенных конических поверхностей, оси которых совпадают с геометрической осью канала электрического разряда.
Недостатком устройства [1] является то, что при высоковольтном электрическом разряде внутри герметичной камеры наряду с обжатием гильзы в радиальном направлении действует и усилие сжатия гильзы в осевом направлении, что приводит к нежелательному изменению геометрии гильзы цилиндра в осевом направлении.
Известно также устройство для восстановления внутреннего диаметра гильз цилиндров двигателей внутреннего сгорания [2], содержащее герметичную разрядную камеру с электродами, отличающееся тем, что внутренняя боковая поверхность герметичной разрядной камеры выполнена в виде цилиндра с поперечным сечением в форме эллипса, через одну из линий фокусов которого проходит геометрическая ось канала электрического разряда, а через другую линию фокуса - ось обрабатываемой гильзы.
Целью предлагаемой полезной модели является расширение номенклатуры размеров обрабатываемых гильз, предотвращение изменения геометрии гильзы в осевом направлении, и главное, повышение производительности труда за счет более эффективного использования всей энергии, выделяемой при электрическом разряде в воде.
Цели достигают устройством для восстановления внутреннего диаметра гильз цилиндров двигателей внутреннего сгорания, представляющим собой единый с разрядной полостью кольцевой канал в виде «улитки» с убывающим сечением, который обхватывает обрабатываемую гильзу.
Заявляемое устройство представлено на чертеже где 1 - корпус разрядной камеры с крышкой 2 и днищем 3, 4 - электроды положительный и отрицательный, 5 - гильза обрабатываемая, 6 - оправка. Разрядную камеру заполняют рабочей жидкостью 7, например технически чистой водой.
Устройство выполнено в виде закрытой герметичной камеры, которая представляет собой спиральный канал (улитку) с постепенно убывающими прямоугольными сечениями, при этом область улитки ограничена внешней стенкой по спирали, а внутри - поверхностью обрабатываемой гильзы. Благодаря такой конструкции устройства наряду с воздействием на обрабатываемую гильзу ударных волн, возникающих при высоковольтном электрическом разряде, используется и энергия последующего гидропотока, образующегося за счет расширения канала электрического разряда и приведения им в движение окружающей жидкости. В спиральном канале происходит преобразование кинетической энергии гидропотока в потенциальную энергию давления рабочей среды. Спиральный канал с правильно подобранными по площади сечениями обеспечивает достаточную равномерность действия гидропотока и давления вдоль окружности наружной поверхности обрабатываемой гильзы цилиндра. Ввиду того что разрядная камера закрытая, то на гильзу также будет действовать квазистатическое давление, возникающее при электрическом разряде в ограниченном объеме жидкости [3].
К спиральному каналу плавно примыкает разрядная полость, наружная стенка которой выполнена в виде параболического цилиндра. При этом ось канала электрического разряда проходит через линию фокуса параболы. Наличие стенки-отражателя такой формы позволяет равномерно распределить давление ударной волны и гидропоток вдоль оси канала электрического разряда, установить оптимальный межэлектродный промежуток для выбранного режима разряда.
Устройство работает следующим образом.
Снимают крышку 2 разрядной камеры 1. На направляющую оправку 6 устанавливают обрабатываемую гильзу 5, причем гильзу располагают на одном уровне с разрядным промежутком электродов. Разрядную камеру заполняют рабочей жидкостью - технически чистой водой. Закрывают крышку 2. На электроды 4 подают высоковольтные электрические импульсы.
Благодаря возникающему высокому давлению и быстрому расширению искрового канала формируется ударная волна. Одновременно с этим расширяющийся канал разряда приводит в движение окружающую жидкость, создавая так называемый запаздывающий поток жидкости (гидропоток), способствующий развитию газовой полости. Ударная волна и последующий гидропоток распространяются внутри спирального канала, отражаются от наружной стенки разрядной камеры и оказывают силовое воздействие на наружную поверхность цилиндра, тем самым производят обжатие гильзы цилиндра в радиальном направлении. На гильзу также оказывает воздействие возникающее внутри закрытой камеры квазистатическое давление в жидкости. При обжиме гильзы происходит уменьшение ее внутреннего диаметра. Продолжительность обработки гильзы цилиндра определяют опытным путем исходя из свойств материала, величины износа и толщины стенок гильзы. Завершив обработку гильзы цилиндра электрическими разрядами в рабочей жидкости, отключают электропитание электродов, открывают крышку 2, с оправки снимают и вынимают обработанную гильзу. Далее внутреннюю поверхность гильзы обрабатывают механическим способом под номинальный размер.
Такая конструкция устройства позволяет дополнительно использовать энергию газового пузыря, возникающего при расширении канала электрического разряда. В предлагаемом устройстве при электрогидроударе на обрабатываемую гильзу цилиндров наряду с действием ударных волн большой эффект оказывают воздействие гидропотока и квазистатическое давление жидкости в замкнутом объеме. Это позволяет повысить эффективность воздействия электрогидроудара на обрабатываемую гильзу цилиндра и тем самым увеличить производительность труда.
Применение заявляемого устройства способствует расширению номенклатуры размеров обрабатываемых гильз, предотвращению изменения геометрии гильзы в осевом направлении и позволяет повысить эффективность обработки за счет дополнительного использования воздействий последующего за ударными волнами гидропотока и возникающего в закрытом объеме квазистатического давления в жидкости.
Использование заявляемого технического решения при ремонте двигателей внутреннего сгорания позволяет вернуть в эксплуатацию изношенные в процессе эксплуатации гильзы цилиндров, тем самым способствует экономии материалов и повышению производительности труда.
Источники информации
1. Патент РФ №2544223, МПК В23Р 6/02. Приоритет от 04.02.2015. Опубликовано 10.03.2015. Описание патента.
2. Патент на полезную модель №157563, МПК В23Р 6/02. Приоритет от 23.04.2015. Опубликовано 10.12.2015. Формула полезной модели.
3. Оборудование и технологические процессы с использованием электрогидравлического эффекта. / Под ред. Г.А. Гулого. М.: Машиностроение, 1977. - 320 с.