Разработка методики проведения замеров усилий на верхнем натяжителе цепи двигателя ЗМЗ 406 и замеры усилий на различных режимах его работы.
Постановка задачи
Для изготовления качественного натяжителя цепи необходимо знать истинные нагрузки, возникающие при различных режимах работы двигателя.
Кроме того, необходимо определить усилие, при котором происходит разрушение натяжителя цепи.
Поставленная задача осложнялась тем, что стержень натяжителя имеет малый диаметр и малую зону для наклейки датчиков, не более 15 мм. Кроме того, натяжитель работает в масляной среде и температуре до 100°С.
Методика проведения замеров
Из-за малого диаметра стержня натяжителя цепи и малой по длине базы для наклейки датчиков было принято решение использовать малобазовые тензодатчики типа 2ПКБ-5-100ГВ (проволочные, константановые на бумажной основе, базой 5 мм, с термообработкой до 180°С).
Наклейка датчиков на стержни натяжителей производилась клеем БФ-2 с термообработкой, согласно технологии по наклейке тензодатчиков. Разводка осуществлялась термостойкими проводами МГТР-0,12 по обратной стороне стержня от наклеенного датчика в сторону головки стержня натяжителя цепи. Компенсационный тензометрический датчик был собран на отдельной пластине с разводкой проводами.
Общий вид тензонатяжителя цепи в сборе с тензокомпенсационным датчиком на пластине представлен на рис.1.
Рис.1. Тензо-нятяжитель цепи с компенсационным тензодатчиком
Предварительная проверка тензонатяжителя цепи производилась с помощью прибора "KYOWN" (Япония) - измерителя статических деформаций, показанного на рис. 2. Так как прибор очень чувствительный (цена деления 2 кг/см2), то нагрузка прикладывалась от усилия руки и после снятия нагрузки стрелка прибора возвращалась в "О".
Рис.2. Измеритель статических деформаций - "KYOWN" (Япония)
Затем проводилась тарировка тензонатяжителя цепи на Универсальной испытательной машине Р-10 и машине для испытания пружин МИП-100. Тарировка производилась при помощи усилителя для тензометрических измерений "ТА-5" №730224 и записывающего осциллогрофа "Н-115" №83 представленных на рис. 3.
После тарировки тензонатяжитель цепи устанавливался на свой рабочее место в двигатель ЗМЗ-406, установленный на специальном испытательном стенде.
Тензодатчик на натяжителе цепи и компенсационный тензодатчик соответсвенно схеме подключались к тензоаппаратуре, причём для более точных замеров напряжений компенсационный датчик на пластине устанавливался в месте где температура соответсвовала температуре работы района тензонатяжителя цепи.
Рис.3. Тензометрический измерительный комплекс - усилитель ТА5 и осцилограф И115
Проведение замеров и анализ результатов
Тарировочный график замеров усилий на стержень натяжного устройства в сборе с корпусом представлен на рис. 4 (в стадии размещения) После окончания работ по замеру усилий при различных режимах работы двигателя была проведена повторная тарировка тензонатяжителя цепи, которая которая практически совпала с начальной (см. рис. 4)
Рис.4. График тарировки натяжителя
На рис. 5 представленная осцилограмма замеров усилий на тензонатяжителе цепи, которые были произведены следующим образом:
1) пуск двигателя;
2) планый подъем оборотов до максимальных (~ 5000 об/мин);
3) плавное опускание оборотов до холостого хода;
4) рывком подъём оборотов до максимальных и их сброс;
5) подъем оборотов до 3600 об/мин и сброс их рывком;
6) остановка двигателя.
На рис. 6 представлена осцилограмма замеров усилий на толкателе натяжителя цепи, которые были произведены следующим образом:
1) пуск двигателя с остаточной нагрузкой на толкателе, после остановки двигателя с максимального резонанса.
2) холостой ход;
3) резонансные частоты на двигателе;
4) резонансные частоты на более низких оборотах двигателя;
5) остановка двигателя на максимальную остаточную статическую нагрузку на толкателе.
На рис. 7 представлена осциллограмма замеров усилий на толкателе натяжения цепи после замены "башмака" на "звездочку".
На рис. 8 представлена осциллограмма замеров усилий на толкателе натяжения цепи звездочкой с резонансной работой двигателя.
На рис. 9 и 10 представлены осциллограммы замеров усилий на толкателе натяжения цепи через звездочку в "автоматическом" режиме работы двигателя. Увеличением и уменьшением оборотов двигателя управляет привод стеклоочистителя ВАЗ через трос дроссельной заслонки.
Как видно из осциллограмм, представленных на рис. 5 и б, нагрузки на стержень натяжителя цепи составляют:
1) на холостом ходу ~80 кГ;
2) на 5000 об/мин ~190кГ;
3) на 3600 об/мин ~ 150 кГ;
4) на резонансных частотах ~140кГ;
5) остаточная статическая нагрузка ~ 500 кГ.
После установки вместо натяжного "башмака" "звездочки", как видно из осциллограмм, представленных на рис. 7, 8, 9 и 10, нагрузки на стержень натяжителя цепи составляют:
1) на холостом ходу - 50 кГ;
2) на 5000 об/мин - 125 кГ;
3) на 3600 об/мин - 125 кГ;
4) на резонансных частотах -105 кГ;
5) остаточная статическая нагрузка - 95 кГ.
В результате проведенных замеров можно сделать заключение, что установка "звездочки" вместо "башмака" позволила снизить усилие на стержне натяжителя цепи в 1,6 раза на холостом ходу, в 1,5 раза на 5000 об/мин, в 1,2 раза на 3600 об/мин, на резонансных частотах в 1,4 раза, остаточная статическая нагрузка уменьшилась в 5 раз.
Для определения усилий, при которых происходит разрушение натяжителя цепи использовался пресс Р-10.
Разрушение первого натяжителя произошло при нагрузке 720 кГ, а второго -при нагрузке 680 кГ. Характер разрушения в обоих случаях одинаков -разрушались (давали трещины) ушки крепления оси храповика натяжителя.
|
