SU1506168A1 - Method of testing piston compressor - Google Patents

Abstract

Изобретение позвол ет повысить точность оценки механических потерь в поршневом уплотнении путем определени  коэффициента трени  кольца о гильзу и снизить затраты на испытание. Собирают поршневой узел. Устанавливают уплотнительное кольцо в канавку поршн . Затем изолируют полость всасывани  от полости цилиндра. Полость картера (ПК) сообщают с атмосферой. Запускают компрессор и осуществл ют подачу сжатого газа в полость нагнетани  (ПН) с измен ющимс  в процессе испытани  давлением. Контролируют расход газа, вытекающего через поршневой узел в ПК и атмосферу. Кольцо устанавливают в канавку с торцовым зазором. После запуска компрессора и подачи газа повышают давление в ПН, одновременно контролиру  характер повышени  расхода газа, вытекающего из ПК в атмосферу. Фиксируют перепад давлени  между ПН и ПК, соответствующий моменту скачкообразного снижени  расхода газа из ПК. Затем вновь повышают давление в ПН и после превышени  перепада давлени  первоначального значени  снижают давление до момента скачкообразного повышени  расхода, и фиксируют соответствующий этому моменту перепад давлени . С помощью этого перепада давлени  определ ют коэффициент трени  из определенного соотношени . 2 ил.The invention makes it possible to improve the accuracy of estimating the mechanical losses in a piston seal by determining the coefficient of friction of a ring against a sleeve and to reduce the cost of testing. Assemble the piston assembly. Install the O-ring in the piston groove. The suction cavity is then isolated from the cylinder cavity. Crankcase cavity (PC) communicate with the atmosphere. The compressor is started and the compressed gas is supplied to the injection cavity with a variable pressure during the test. Control the flow of gas flowing through the piston assembly in the PC and the atmosphere. The ring is installed in the groove with the end gap. After starting the compressor and gas supply, the pressure in the gas supply is increased, while at the same time controlling the nature of the increase in gas flow rate flowing from the PC to the atmosphere. The differential pressure between the PN and the PC is recorded, which corresponds to the moment of abrupt reduction of the gas flow rate from the PC. Then the pressure in the PN is increased again, and after the differential pressure is exceeded, the pressure is reduced to an instantaneous increase in flow, and the pressure drop corresponding to this moment is recorded. Using this pressure drop, the coefficient of friction is determined from a certain ratio. 2 Il.

Description

Изобретение относитс  к компрессо- ростроению и может найти применение при испытани х поршневых компрессоров с целью определени  механических потерь в поршневом уплотнении, а -также в автомобилестроении при испытани х двигателей внутреннего сгорани .The invention relates to a compressor industry and can be used in tests of reciprocating compressors in order to determine mechanical losses in a piston seal, and also in the automotive industry in tests of internal combustion engines.

Цель изобретени  - повышение точности оценки механических потерь путем определени  коэффициента трени  кольца о гильзу и снижение затрат на испытание.The purpose of the invention is to improve the accuracy of estimation of mechanical losses by determining the coefficient of friction of the ring of the sleeve and reducing the cost of testing.

На фиг.1 представлено устройство, испытуемое предлагаемым способом; на фиг.2 - диаграммы изменени  перепада давлени  между полост ми нагнетани  и картера и, соответственно, расхода газа в виде утечек через поршневой узел на выходе из полости картера.Figure 1 presents the device tested by the proposed method; Fig. 2 shows diagrams of changes in the pressure drop between the pressure cavities and the crankcase and, accordingly, the gas flow in the form of leaks through the piston assembly at the outlet of the crankcase cavity.

На фиг.2 прин ты следующие обозначени :In Figure 2, the following notation is taken:

ДР - перепад давлени  между полост ми нагнетани  и картера.DR is the pressure differential between the pressure chamber and the crankcase.

елate

аbut

8.48.4

а:but:

эоeo

UP«. - перепад давлени  между поО грUP ". - differential pressure between pOO g

лост ми нагнетани  и картера при скачкообразном повышении расхода газа, вытекающего из картера;loses of injection and crankcase with an abrupt increase in the flow rate of gas flowing from the crankcase;

пос перепад давлени  между полост ми нагнетани  и картера при скачкообразном снижении расхода газа, вытекающего из картера-,after the pressure drop between the injection cavity and the crankcase with an abrupt decrease in the flow rate of gas flowing from the crankcase,

V - расход газа в виде негерметичности поршневого узла, измер емого на выходе из полости картера; ь - врем ,V is the gas flow rate in the form of a leak in the piston assembly, measured at the outlet of the crankcase cavity; l - time

I-IV - участки диаграммы изменени  расхода газа при натекании через поршневой узел. Способ регшизуетс  при испытании компрессора 1, которьй имеет сообщенные между собой полости 2 и 3 всасывани  и картера, поршневой узел (не показан), включающий поршень А с канавкой 5 на его образующей и с торцовой поверхностью 6 под уплот- нительное кольцо 7, при этом, на компрессор 1 устанавливают технологическую крышку 8, котора  отдел ет полость 2 всасывани  от полости ци- линдра 9 и образует с последней полость 10 нагнетани , в которую при испытании подают сжатый газ. Дл  контрол  давлени  и расхода компрессор 1 снабжен измерительными устройствами 11-13.I-IV - sections of the diagram of gas flow change when flowing through a piston assembly. The method is resolved when testing compressor 1, which has interconnected cavities 2 and 3 of the suction and crankcase, a piston assembly (not shown), including piston A with a groove 5 on its generatrix and with an end surface 6 under the sealing ring 7, , a compressor cover 8 is installed on the compressor 1, which separates the suction cavity 2 from the cylinder cavity 9 and forms with the latter an injection cavity 10 into which compressed gas is supplied during testing. To control pressure and flow, compressor 1 is provided with measuring devices 11-13.

Испытани  согласно способу провод т после сборки компрессора 1, включа  установку поршневого узла в составе поршн  4 и одного уплотни- тельного кольца 7, устанавливаемого в канавку 5, а также технологическо Крышки 8 дл  отделени  полости 2 вссывани  от полости 9 цилиндра. Уп- лотнительное кольцо 7 в канавку 5 поршн  4 устанавливают с осевым зазором , причем, размеры канавки 5 выбирют из соотношени The tests according to the method are carried out after the assembly of the compressor 1, including the installation of a piston assembly consisting of a piston 4 and one sealing ring 7 installed in the groove 5, as well as a technological cover 8 for separating the suction cavity 2 from the cavity 9 of the cylinder. The sealing ring 7 in the groove 5 of the piston 4 is installed with an axial clearance, and the dimensions of the groove 5 are chosen from the ratio

1,25 h Н ; 0,2 D,1.25 h H; 0.2 D,

где Н - высота поршневой канавки; h - высота поршневого уплотнени .where H is the height of the piston groove; h is the height of the piston seal.

После сообщени  полости 3 картера с атмосферой запускают компрессор 1, а затем в полость 10 нагнетани  подают сжатый газ, который через неплотности поршневого узла вытекает вAfter the crankcase 3 of the crankcase communicates with the atmosphere, the compressor 1 is started up, and then a compressed gas is fed into the discharge cavity 10, which through leakages of the piston assembly flows into

5 five

0 5 0 0 5 0

0 00 0

5 five

полость 3 картера и далее в атмосферу . Расход газа контролируют по измерительному устройству 13. По мере повышени  давлени  газа в полости 10 Нагнетани  растет и перепад давлени  между полост ми нагнетани  10 и картера 3 и соответственно расход газа (фиг.2, участок I). При определенном перепаде давлени  Р , определ емом по показани м измерительных устройств 11 и 12, происходит посадка уплотнительного кольца 7 на его торцовую поверхность 6. При этом расход газа из полости 3 картера скачкообразно снижаетс . Затем вновь повьш1ают давление газа в полости 10 нагнетани , при этом происходит монотонное повыление расхода газа из полости 3 картера в атмосферу (фиг. 2, участок 2).cavity 3 crankcase and further into the atmosphere. The gas flow rate is monitored by measuring device 13. As the pressure in the cavity 10 of the injection pressure increases, the pressure difference between the injection cavities 10 and the crankcase 3 and, respectively, the gas flow increases (Fig. 2, section I). At a certain pressure drop P, determined by the indications of the measuring devices 11 and 12, the sealing ring 7 is seated on its face surface 6. At the same time, the gas flow rate from the crankcase cavity 3 decreases abruptly. Then, the gas pressure in the injection cavity 10 is again increased, and a monotonous increase in the gas flow rate from the crankcase cavity 3 to the atmosphere occurs (Fig. 2, section 2).

После этого повышают перепад давлени  между полост ми 10 и 3 относительно первоначально зафиксированного значени  ДРро, . Превышение перепада давлени  назначают в интервале 0,1-0,8 от перепада давлени  Р„о(, в зависимости от характера процесса трени  поршневого узла, которое определ етс  экспериментально . Затем вновь снижают давление в полости 10, а значит и перепад давлени , что приводит к монотонному снижению расхода газа из полости 3 картера (фиг.2, участок 3). При определенном перепаде давлений в процессе снижени  давлени  в полости 10 фиксируют момент скачкообразного возрастани  расхода утечек газа из полости 3, при этом происходит отрыв уплотнительного кольца 7 от торцовой поверхности 6 канавки 5, а соответствующее этому моменту значение перепада давлени  ЛР,р между полост ми 10 и 3 использу ют при определении коэффициента трени  по выражению, полученному из уравнени  равнодействующих сил, действующих на уплотнительное кольцо 7, установленное с осевым зазоромThereafter, the pressure differential between the cavities 10 and 3 is increased relative to the initially recorded Hcd,. The excess pressure drop is prescribed in the range of 0.1-0.8 times the pressure drop P о o (depending on the nature of the process of friction of the piston assembly, which is determined experimentally. Then the pressure in the cavity 10 decreases again, and hence the pressure drop, which leads to a monotonous decrease in gas consumption from the crankcase cavity 3 (Fig. 2, section 3). At a certain pressure drop in the process of decreasing pressure in the cavity 10, the instant of a sharp increase in the flow rate of gas leaks from the cavity 3 is recorded, and the sealing ring breaks off. Step 7 from the end surface 6 of the groove 5, and the corresponding value of the differential pressure LR, p between the cavities 10 and 3, is used to determine the coefficient of friction by an expression derived from the equation of the resultant forces acting on the sealing ring 7 installed with an axial clearance

7V7V

, РС,ТР 52-0,5 &РО-ГР 3,-троз(1+Л тр (Р,,, -0,5ЛР„,р )-S,+uPo,p. S , RS, TP 52-0.5 & RO-GR 3, -through (1 + Ltr (P ,, -0.5LR „, p) -S, + uPo, p. S

где ,.. - коэффициент трени ; йРдтр - перепад давлени  между полост ми нагнетани  и картера при скачкообразном повышении расхода газа, вытекающего из картераwhere .. is the coefficient of friction; iRdtr - pressure drop between the pressure chamber and the crankcase with an abrupt increase in the flow rate of gas flowing from the crankcase

гаha

гg

CJCJ

гр  gr

ь,s

- s, s -.- s, s -.

через уплотнительное кольцо- ,through the sealing ring-,

масса кольца радиус кривошипа, углова  скорость вращени  коленчатого вала компрессора;ring mass crank radius, angular rotational speed of the crankshaft of the compressor;

отношение радиуса кривошипа к длине шатунаi удельное давление кольца на стенку гильзы; площадь рабочей поверхности кольца; площадь верхней торцовой поверхности кольца; площадь нижней торцовой поверхности;the ratio of the radius of the crank to the length of the connecting rod and the specific pressure of the ring on the wall of the liner; area of the working surface of the ring; the area of the upper end surface of the ring; the area of the lower end surface;

площадь внутренней поверхности кольца.area of the inner surface of the ring.

Дальнейшее снижение перепада давени  приводит вновь к монотонному снижению расхода газа в виде утечек из полости 3 картера в атмосферу (фиг.2, участок 4).A further decrease in pressure drop again leads to a monotonous decrease in gas consumption in the form of leaks from the crankcase cavity 3 to the atmosphere (Fig. 2, section 4).

Claims (1)

Формула изобретени Invention Formula Способ испытани  поршневого компрессора с четным числом поршней с сообщенными между собой полост ми картера и всасьшани , заключающийс  в том, что собирают поршневой узел, устанавливают уплотнительное кольцо в канавку поршн , затем изолируют полость всасывани  от полости цилиндра,A method of testing a piston compressor with an even number of pistons with crankcase and suction cavities interconnected, which consists in assembling a piston assembly, installs a sealing ring in the piston groove, then isolates the suction cavity from the cylinder cavity полость картера сообщают с атмосферой , запускают компрессор и осуществл ют подачу сжатого газа в полость нагнетани  с измен ющимс  в процессеthe crankcase cavity communicates with the atmosphere, starts the compressor and delivers compressed gas into the injection cavity with varying process испытани  давлением, контролируют расход газа, вытекающего через поршневой узел в полость картера и в атмосферу , отличающийс  тем, что, с целью повышени  точности оценки механических потерь путем определени  козффициента трени  кольца о гильзу и снижени  затрат на испыта- . ние, кольцо устанавливают в канавкуpressure test, control the flow rate of gas flowing through the piston assembly into the crankcase cavity and into the atmosphere, characterized in that, in order to improve the accuracy of the estimate of mechanical losses by determining the coefficient of friction of the sleeve on the liner and reducing the cost of the test. the ring is set into the groove поршн  с торцовым зазором, после запуска компрессора и подачи газа по- вьш1ают давление в поло ,-ти нагнетани , одновременно контролиру  характер повышени  расхода газа, вытекающего из полости картера в атмосферу, при этом фиксируют перепад давлени  между полост ми нагнетани  и картера, соответствующий моменту скачкообразного снижени  расхода газа из полости картера, затем вновь повьштают давление газа в полости нагнетани  и после превышени  перепада давлени  первоначального значени  снижают давление до момента скачкообразного повьш1ени  расхода и фиксируют соответствующий этому моменту перепад давлени , с помощью которого определ ют коэффициент трени  f из вьфа- жени piston with face clearance, after starting the compressor and supplying gas, increase the pressure in the polo-t discharge, at the same time control the nature of the increase in the gas flow rate flowing from the crankcase cavity to the atmosphere, while registering the pressure difference between the pressure cavities and the crankcase corresponding to abruptly reducing the gas flow rate from the crankcase cavity, then again pressing the gas pressure in the discharge cavity and after exceeding the pressure drop of the initial value, reduce the pressure until the moment of abrupt change sh1eni flow and fixed point corresponding to the pressure difference by which the determined friction coefficient f of the voltage vfa- 5five 00 5five 00 5five f f йРртР ,5ДРатр 5з-тгц() (Р -0,5 ЛР„,р )-S,+&P,,p SРРрРР, 5Дратр 5з-тгц () (Р -0,5 ЛР „, р) -S, + & P ,, p S где ЛРwhere is lr пP отрden )) перепад давлени  между полост ми нагнетани  и картера при скачкообразном повьш1ении расхода газа, вытекающего из картера через уплотнительное кольцо; га - масса кольца; г - радиус кривошипа; СО - углова  скорость вращени  коленчатого вала компрессора;the pressure differential between the injection cavity and the crankcase with an abrupt increase in the flow rate of gas flowing from the crankcase through the sealing ring; ha is the mass of the ring; g is the radius of the crank; CO is the angular rotational speed of the compressor crankshaft; А - отношение радиуса кривошипа к длине шатуна; удельное давление кольца на стенку гильзы,- площадь рабочей поверхности кольца; And - the ratio of the radius of the crank to the length of the connecting rod; specific pressure of the ring on the wall of the liner, is the area of the working surface of the ring; Sj - площадь верхней торцовой поверхности кольца;Sj is the area of the upper end surface of the ring; S - площадь нижней торцовой поверхности кольца;S is the area of the lower end surface of the ring; S - площадь внутренней поверхности кольца.S is the area of the inner surface of the ring. ГРGR S,S, 1212 ДРDR Составитель Л.Гостева Редактор А.Шандор Техред М.ХоданичКорректор М.ШарошиCompiled by L.Gosteva Editor A.Shandor Tehred M.KhodanychKorrektor M.Sharoshi Заказ 5407/36Order 5407/36 Тираж 522Circulation 522 ВНИИПИ Государственного комитета по изобретени м и открыти м при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушска  наб., д. 4/5VNIIPI State Committee for Inventions and Discoveries at the State Committee on Science and Technology of the USSR 113035, Moscow, Zh-35, Raushsk nab. 4/5 U2.1U2.1 фиг. гFIG. g ПодписноеSubscription