RU2085878C1 - Device for determining radial pressure of piston rings - Google Patents

Abstract

FIELD: mechanical engineering; internal combustion engines; checking radial pressure diagram of piston rings of internal combustion engines. SUBSTANCE: device has ring gauge 1 made of optically transparent material and secured on rigid mandrel 2 installed for rotation about its axis, scale 3 fixed relative to ring gauge along direction of reflected ray, piston ring 4 to be tested being placed in ring gauge, and light source 5. Light source 5 is installed to provide incidence of ray onto outer cylindrical surface of ring gauge 1 and reflection of ray from outer surface of piston ring. EFFECT: improved reliability of checking. 2 dwg

Description

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при контроле эпюры радиальных давлений поршневых колец двигателей внутреннего сгорания (ДВС). The invention relates to measuring technique and can be used to control the diagram of the radial pressures of the piston rings of internal combustion engines (ICE).

Аналогом устройства является многоопорный эпюромер, описанный в работе [1] который позволяет определить реакции на опорах от упругости кольца, вставленного в калибр номинального диаметра. An analogue of the device is the multi-support epurometer described in [1], which allows one to determine reactions on supports from the elasticity of a ring inserted into a caliber of nominal diameter.

Недостатками аналога являются:
сложность конструкции устройства;
большие погрешности результатов измерений;
необходимость пересчета реакций опор эпюромера в эпюру радиальных давлений.The disadvantages of the analogue are:
the complexity of the design of the device;
large errors in the measurement results;
the need to recalculate the reactions of the epuremer supports to the radial pressure diagram.

Прототипом изобретения является устройство [2] для определения эпюры радиального давления поршневого кольца по интерференционным полосам, возникающим при освещении оптически-активного материала, служащего кольцевой обечайкой (кольцевым калибром), параллельным пучком света. Интерференционные полосы сравнивают с эталоном и по величине отступлений этих полос от эталона определяют эпюру радиальных давлений. The prototype of the invention is a device [2] for determining the plot of the radial pressure of the piston ring by the interference fringes that occur when illuminating an optically active material serving as an annular shell (ring gauge) parallel to a light beam. The interference fringes are compared with the reference and the radial pressure diagram is determined from the deviations of these fringes from the reference.

Прототип не позволяет:
1) определять действительную величину отступления интерференционных полос от эталона, а следовательно и фактическую эпюру радиальных давлений поршневого кольца;
2) численно определить без дополнительных данных в виде таблицы или номограмм и соотнести измеряемую эпюру радиальных давлений с фактической эпюрой;
3) без большого количества интерференционных этанолов определить поршневые кольца различных сечений (прямоугольное, бочкообразное, минутное, коробчатое, маслосъемное и т.д.);
4) определить зоны отрыва кольца от кольцевого калибра.The prototype does not allow:
1) determine the actual value of the deviation of the interference fringes from the standard, and therefore the actual plot of the radial pressures of the piston ring;
2) numerically determine without additional data in the form of a table or nomograms and correlate the measured plot of radial pressures with the actual plot;
3) without a large number of interference ethanol to determine the piston rings of various sections (rectangular, barrel-shaped, minute, box-shaped, oil scraper, etc.);
4) determine the separation zone of the ring from the ring gauge.

Технической задачей изобретения является повышение точности определения эпюры радиального давления поршневого кольца и упрощение измерений с помощью устройства. An object of the invention is to increase the accuracy of determining the plot of the radial pressure of the piston ring and simplify measurements using the device.

Сформулированная техническая задача решается тем, что устройство снабжено источником света, луч от которого направлен под углом падения α к наружной поверхности кольцевого калибра, выполненного из оптически прозрачного материала, а угол b являющийся результатом отражения луча источника света от поверхности контакта внешней рабочей поверхности поршневого кольца с внутренней поверхностью кольцевого калибра, численно определяет эпюру радиальных давлений поршневого кольца по шкале, расположенной неподвижно относительно кольцевого калибра, имеющего возможность вращаться совместно с измеряемым поршневым кольцом вокруг своей оси. Угол отражения луча источника света b зависит от величины деформации рабочей поверхности (внутреннего диаметра) кольцевого калибра под действием упругих сил поршневого кольца, находящегося в кольцевом калибре. Отраженный луч света падает на специальную шкалу. The stated technical problem is solved in that the device is equipped with a light source, the beam from which is directed at an angle of incidence α to the outer surface of the ring gauge made of optically transparent material, and the angle b resulting from the reflection of the light source beam from the contact surface of the outer working surface of the piston ring with the inner surface of the annular caliber, numerically determines the plot of the radial pressures of the piston ring on a scale that is stationary relative to the annular cal a gauge having the ability to rotate with its measured piston ring about its axis. The angle of reflection of the beam of the light source b depends on the magnitude of the deformation of the working surface (inner diameter) of the ring gauge under the action of the elastic forces of the piston ring located in the ring gauge. The reflected ray of light falls on a special scale.

На фиг. 1 изображено устройство; на фиг. 2 возможные варианты расположения кольца в кольцевом калибре устройства. In FIG. 1 shows a device; in FIG. 2 possible options for the location of the ring in the ring gauge of the device.

Устройство состоит из кольцевого калибра 1, изготовленного из оптически прозрачного материала и закрепленного на жесткой оправке 2, которая имеет возможность вращаться вокруг оси 0-0', шкалы 3, расположенной по ходу отраженного луча неподвижно относительно кольцевого калибра, в который устанавливается контролируемое поршневое кольцо 4, источника света 5, установленного с возможностью падения его луча на наружную цилиндрическую поверхность кольцевого калибра 1 и отражения его от наружной поверхности испытуемого поршневого кольца. The device consists of an annular caliber 1 made of optically transparent material and mounted on a rigid mandrel 2, which has the ability to rotate around the axis 0-0 ', a scale 3, located along the reflected beam motionless relative to the annular caliber, into which the controlled piston ring 4 is installed , a light source 5, mounted with the possibility of its beam falling on the outer cylindrical surface of the annular caliber 1 and reflecting it from the outer surface of the test piston ring.

Работа устройства заключается в следующем. The operation of the device is as follows.

Вначале производится настройка устройства на нуль. Для этого в кольцевой калибр 1 устанавливается шаблон до соприкосновения без усилия, диаметр которого равен внутреннему диаметру кольцевого калибра. Угол падения луча от источника света 5 подбирается таким образом, чтобы отраженный луч света под углом отражения b находился на нулевом делении шкалы 3. В дальнейшем шкала 3 тарируется путем нагружения кольцевого калибра 1 со стороны поршневого кольца нормируемой силой. После тарировки шкалы 3 поршневое кольцо 4 помещается в кольцевой калибр 1, закрепленный на жесткой оправке 2. На наружную поверхность кольцевого калибра под углом a направляют луч от источника света 5. Под действием радиальных давлений поршневого кольца 4 внутренняя поверхность кольцевого калибра деформируется пропорционально величине давлений кольца 4 на кольцевой калибр 1. Отраженный от внутренней поверхности кольцевого калибра в зоне контакта с кольцом луч под углом b попадает на шкалу 3. First, the device is set to zero. To do this, a template is installed in the ring gauge 1 until it contacts without effort, the diameter of which is equal to the inner diameter of the ring gauge. The angle of incidence of the beam from the light source 5 is selected so that the reflected light beam at an angle of reflection b is at zero division of scale 3. Subsequently, scale 3 is calibrated by loading the ring gauge 1 from the side of the piston ring with a normalized force. After calibrating the scale 3, the piston ring 4 is placed in a ring gauge 1, mounted on a rigid mandrel 2. A beam from the light source 5 is directed at the outer surface of the ring gauge at an angle a. Under the action of radial pressures of the piston ring 4, the inner surface of the ring gauge is deformed in proportion to the pressure of the ring 4 on the ring gauge 1. Reflected from the inner surface of the ring gauge in the zone of contact with the ring, the beam at an angle b hits the scale 3.

Возможны три варианта сопряжения поршневого кольца 4 с кольцевым калибром 1 (фиг. 2);
поршневое кольцо прилегает к калибру не оказывая на него давления, отраженный луч источника света 5 попадает на нулевое деление шкалы 3 под углом b₁ (фиг. 2, а);
поршневое кольцо оказывает давление на кольцевой калибр, деформируя его, отраженный луч источника света попадает на шкалу 3 под углом β₂ и показывает численное значение эпюры радиального давления поршневого кольца (фиг. 2, б);
поршневое кольцо не прилегает к кольцевому калибру, отраженный от рабочей поверхности кольца луч света попадает на шкалу под углом β₃ (фиг. 2, в), выше нулевого давления. Величина радиального зазора (просвета) поршневого кольца в кольцевом калибре определяется по отклонению отраженного луча.There are three options for pairing the piston ring 4 with an annular caliber 1 (Fig. 2);
the piston ring is adjacent to the caliber without exerting pressure on it, the reflected beam of the light source 5 falls on the zero division of the scale 3 at an angle b ₁ (Fig. 2, a);
the piston ring exerts pressure on the annular gauge, deforming it, the reflected beam of the light source hits the scale 3 at an angle β ₂ and shows the numerical value of the diagram of the radial pressure of the piston ring (Fig. 2, b);
the piston ring does not adhere to the ring gauge, the light beam reflected from the working surface of the ring hits the scale at an angle β ₃ (Fig. 2, c), above zero pressure. The magnitude of the radial clearance (clearance) of the piston ring in the ring gauge is determined by the deviation of the reflected beam.

Поворачивая оправку 2 вокруг оси 0-0' на 360^o, определяем эпюру радиального давления поршневого кольца по отраженному лучу света и тарированной шкале 3.Rotating the mandrel 2 around the axis 0-0 'by 360 ^o , we determine the plot of the radial pressure of the piston ring on the reflected light beam and a calibrated scale 3.

Claims (1)

Устройство для определения эпюры радиального давления поршневого кольца двигателя внутреннего сгорания, содержащее кольцевой калибр с внутренним диаметром, равным номинальному диаметру рабочего цилиндра двигателя внутреннего сгорания, выполненный из оптически прозрачного материала и закрепленный на жесткой оправке, а также источник света, отличающееся тем, что источник света установлен с возможностью падения его луча на наружную цилиндрическую поверхность кольцевого калибра и отражения его от наружной поверхности испытуемого поршневого кольца, установленного в кольцевом калибре, жесткая оправка установлена с возможностью вращения вокруг своей оси, а введенная в устройство шкала установлена неподвижно по ходу отраженного луча. A device for determining the radial pressure diagram of the piston ring of an internal combustion engine, containing an annular caliber with an inner diameter equal to the nominal diameter of the working cylinder of the internal combustion engine, made of optically transparent material and mounted on a rigid mandrel, as well as a light source, characterized in that the light source installed with the possibility of its beam falling on the outer cylindrical surface of the ring gauge and reflecting it from the outer surface of the test pore nevogo ring mounted in the annular caliber, hard mandrel rotatably mounted about its axis, and introduced into the apparatus scale fixedly installed downstream of the reflected beam.

Images