RU56610U1

RU56610U1 - MOTOR STAND FOR VIBROACOUSTIC TESTS OF INTERNAL COMBUSTION ENGINES

Info

Publication number: RU56610U1
Application number: RU2006105890/22U
Authority: RU
Inventors: Сергей Петрович Прохоров; Михаил Ильич Фесина; Игорь Викторович Дерябин
Original assignee: Открытое акционерное общество "АВТОВАЗ"
Priority date: 2006-02-26
Filing date: 2006-02-26
Publication date: 2006-09-10

Abstract

Полезная модель относится к контрольно-диагностическому оборудованию, в частности к моторному испытательному стенду для проведения виброакустических испытаний двигателей внутреннего сгорания (далее - ДВС). Моторный стенд для виброакустических испытаний ДВС содержит, в частности, безэховую акустическую камеру, систему крепления ДВС на стенде в виде вертикальных регулировочных стоек, продольных и поперечных направляющих балок, с смонтированным на стенде исследуемым ДВС, элементы привода стенда, кинематически связывающие коленчатый вал ДВС с приводным валом тормозной балансирной асинхронной машины стенда. Отличительной особенностью является то, что моторный стенд содержит лазерное устройство центровки осей сопрягаемых валов (приводного вала тормозной балансирной асинхронной машины и коленчатого вала исследуемого ДВС) в виде автономного модуля «грубой» центровки и двух автономных модулей «точной» центровки, каждый из которых содержит лазерный диод, неподвижно установленный в корпусе с основанием, интегрированным с постоянным магнитом в виде «магнитной присоски»; плоского экрана из жесткого тонкостенного листового материала (металлического или полимерного листа), неподвижно установленного на свободной торцевой части вращающегося вала, например, приводного вала тормозной балансирной асинхронной машины или коленчатого вала монтируемого на стенде исследуемого ДВС; монтажных площадок из ферромагнитного вещества для установки автономных модулей «грубой» и «точной» центровки с возможностью изменения их месторасположения по поверхности монтажных площадок и фиксации на них заданного месторасположения удерживающей магнитной силой; при этом, поверхности экрана и одной из монтажных площадок являются параллельными, расположены вертикально, содержат нанесенные, например, красящим веществом, визуально выделяющиеся центровочные линии в виде нанесенных видимых (визуально различаемых) центров окружностей и видимых (визуально различаемых) The utility model relates to control and diagnostic equipment, in particular, to a motor test bench for conducting vibroacoustic tests of internal combustion engines (hereinafter - ICE). The engine stand for vibro-acoustic tests of the internal combustion engine contains, in particular, an anechoic acoustic chamber, an internal combustion engine mounting system in the form of vertical adjustment posts, longitudinal and transverse guide beams, with the internal combustion engine under study mounted on the test bench, drive components that kinematically connect the engine's crankshaft to the drive the shaft of the brake balancing asynchronous machine of the stand. A distinctive feature is that the motor stand contains a laser device for aligning the axes of the mating shafts (the drive shaft of the brake balancing asynchronous machine and the crankshaft of the ICE under study) in the form of an autonomous module for "rough" alignment and two autonomous modules for "exact" alignment, each of which contains a laser a diode fixedly mounted in the housing with a base integrated with a permanent magnet in the form of a “magnetic suction cup”; a flat screen made of a hard thin-walled sheet material (metal or polymer sheet) fixedly mounted on the free end part of the rotating shaft, for example, the drive shaft of the brake balancing asynchronous machine or the crankshaft mounted on the bench of the ICE under study; mounting pads made of ferromagnetic material for installing autonomous modules of “rough” and “precise” alignment with the possibility of changing their location on the surface of the mounting pads and fixing on them the specified location with holding magnetic force; at the same time, the surfaces of the screen and one of the mounting sites are parallel, arranged vertically, contain, for example, painted centering lines visually distinguished in the form of marked visible (visually distinguishable) centers of circles and visible (visually distinguishable)

траекторий окружностей заданных равных радиусов, причем центр заданной окружности центровочной линии, нанесенной на указанной монтажной площадке, располагается на оси вращения приводного вала тормозной балансирной асинхронной машины, а проекция указанного центра на поверхность экрана совпадает (совмещена) с центром окружности центровочной линии экрана; в центре окружности центровочной линии, нанесенной на монтажной площадке, перпендикулярно поверхности монтажной площадки, установлен автономный модуль «грубой» центровки таким образом, что светящийся пучек луча лазерного диода указанного модуля направлен в центр (на ось вращения) торцевого участка приводного вала тормозной балансирной асинхронной машины; один из модулей «точной» центровки располагается на центровочной линии окружности заданного радиуса, нанесенной на поверхности монтажной площадки, таким образом, что светящийся пучок луча лазерного диода, направленный в направлении центровочной линии окружности экрана того же заданного радиуса, совпадает с указанной центровочной линией; вторая монтажная площадка из ферромагнитного вещества расположена вертикально, в плоскости, параллельной оси вращения сопрягаемых центрируемых валов, при этом, торцевая часть цилиндрической поверхности шкива или участка сопрягаемого центрируемого вала (например, коленчатого вала исследуемого, монтируемого на стенде ДВС) содержит нанесенную видимую (визуально различаемую) метку в виде линии окружности, плоскость которой перпендикулярна оси вращения указанного вала, а автономный модуль «точной» центровки располагается на поверхности второй монтажной площадки таким образом, что светящийся пучок луча лазерного диода, направленный в направлении метки торцевой части цилиндрической поверхности шкива или участка сопрягаемого центрируемого вала, совпадает с указанной меткой. Практическая реализация предлагаемой конструкции моторного стенда для виброакустических испытаний ДВС позволяет в конечном итоге повысить точность и объективность результатов стендовых виброакустических исследований ДВС.trajectories of circles of predetermined equal radii, and the center of the given circle of the center line drawn on the specified mounting pad is located on the axis of rotation of the drive shaft of the brake balancing asynchronous machine, and the projection of the specified center on the screen surface coincides (coincides) with the center of the circle of the center line of the screen; in the center of the center line circle plotted on the mounting pad, perpendicular to the mounting pad surface, an autonomous “rough” alignment module is installed so that the luminous beam of the laser diode beam of the specified module is directed to the center (on the rotation axis) of the end portion of the drive shaft of the brake balancing asynchronous machine ; one of the modules of the "exact" alignment is located on the center line of the circle of a given radius, deposited on the surface of the installation site, so that the luminous beam of the laser diode beam, directed in the direction of the center line of the circle of the screen of the same specified radius, coincides with the specified center line; the second mounting pad of ferromagnetic material is located vertically, in a plane parallel to the axis of rotation of the mating centered shafts, while the end part of the cylindrical surface of the pulley or a portion of the mating centered shaft (for example, the crankshaft of the examined, mounted on the ICE stand) contains visible (visually distinguishable ) a mark in the form of a circle line, the plane of which is perpendicular to the axis of rotation of the specified shaft, and the autonomous module of the "exact" alignment is located on the surface the second mounting platform in such a way that the luminous beam of the laser diode beam, directed in the direction of the mark of the end part of the cylindrical surface of the pulley or of the portion of the mating centered shaft, coincides with the specified mark. The practical implementation of the proposed design of the motor stand for vibroacoustic testing of internal combustion engines allows you to ultimately increase the accuracy and objectivity of the results of bench vibroacoustic studies of internal combustion engines.

1 н.п. ф-лы, 18 ил.1 n.p. f-ly, 18 ill.

Description

Полезная модель относится к контрольно-диагностическому оборудованию, в частности к моторному испытательному стенду для проведения виброакустических испытаний двигателей внутреннего сгорания (далее - ДВС).The utility model relates to control and diagnostic equipment, in particular, to a motor test bench for conducting vibroacoustic tests of internal combustion engines (hereinafter - ICE).

Известно, что для определения основных технических показателей ДВС и проведения исследовательских и доводочных работ используют специализированные моторные испытательные стенды, оборудованные различными вспомогательными устройствами и измерительной аппаратурой.It is known that to determine the main technical parameters of the internal combustion engine and conduct research and development work, specialized motor test benches are used, equipped with various auxiliary devices and measuring equipment.

В качестве базового оборудования моторный стенд испытаний ДВС содержит:As basic equipment, the engine test bench for ICE contains:

- автономный (виброизолированный) фундамент для поглощения вибраций, возникающих из-за действия в двигателе неуравновешенных сил и моментов инерции;- an autonomous (vibration-insulated) foundation for absorbing vibrations arising from the action of unbalanced forces and moments of inertia in the engine;

- фундаментную плиту (пазовую) для установки исследуемого ДВС и тормоза;- foundation plate (groove) for installing the investigated engine and brake;

- стойки для установки и крепления ДВС на фундаментной плите;- racks for installing and fixing ICE on a foundation plate;

- нагрузочный тормоз (гидравлический, электрический) для поглощения развиваемой ДВС мощности с устройством измерения крутящего момента на валу ДВС (тормоза);- load brake (hydraulic, electric) to absorb the power developed by the internal combustion engine with a torque measuring device on the internal combustion engine shaft (brakes);

- вал и специальные муфты для соединения коленвала ДВС с валом тормоза;- a shaft and special couplings for connecting the ICE crankshaft to the brake shaft;

- устройства и коммуникации для подачи в ДВС охлаждаемого смазочного масла, охлаждающей жидкости системы охлаждения ДВС, отвода в атмосферу отработавших и картерных газов ДВС;- devices and communications for supplying to the internal combustion engine a cooled lubricating oil, coolant for the internal combustion engine cooling system, exhaust into the atmosphere exhaust and crankcase gases of the internal combustion engine;

- устройства и коммуникации для питания ДВС топливом и воздухом с соответствующими датчиками и приборами для измерения расхода, температуры, давлений воздуха и топлива;- devices and communications for supplying ICE with fuel and air with appropriate sensors and devices for measuring flow, temperature, air and fuel pressures;

- устройства для регулирования и определения отдельных параметров, влияющих на рабочий процесс и показатели ДВС (угол опережения зажигания, состав смеси, угол опережения начала впрыска);- devices for regulating and determining individual parameters affecting the working process and the internal combustion engine parameters (ignition timing, mixture composition, timing of the start of injection);

- системы, обеспечивающие регулирование и управление ДВС в процессе испытаний;- systems providing regulation and control of ICE in the process of testing;

- пульт с размещенными на нем органами пуска и управления работой ДВС;- a remote control with the start-up and control bodies of the internal combustion engine located on it;

- приборы для контроля работы ДВС и приборы для регистрации рабочих параметров ДВС;- devices for monitoring the operation of the internal combustion engine and devices for recording the operating parameters of the internal combustion engine;

- устройства и приборы, предназначенные для специальных исследований по определению отдельных физических параметров ДВС (токсичности, дымности, шума, вибраций, тепловой напряженности, механических деформаций отдельных деталей и т.п.).- devices and devices intended for special studies to determine the individual physical parameters of internal combustion engines (toxicity, smoke, noise, vibration, thermal stress, mechanical deformation of individual parts, etc.).

Известно, в частности, техническое решение по исполнению стенда для обкатки и испытания ДВС (патент РФ №2107175, по заявке 96114020), содержащее основание, нагрузочное (тормозное) и соединительные устройства. На основании закреплены продольные направляющие, на которых установлена рама, выполненная в виде автономных балок. Балки установлены с возможностью перемещения по продольным направляющим и фиксирования относительно них. На балках закреплены поперечные направляющие, на которых установлены стойки с возможностью перемещения по ним и фиксирования. На стойках закреплены ложементы для размещения ДВС с возможностью перемещения и фиксирования в избранном направлении.It is known, in particular, the technical solution for the execution of the bench for running in and testing the internal combustion engine (RF patent No. 2107175, according to the application 96114020), containing the base, load (brake) and connecting devices. On the base are fixed longitudinal guides on which a frame is made, made in the form of autonomous beams. Beams are installed with the possibility of movement along the longitudinal rails and fixing relative to them. Transverse guides are fixed on the beams, on which racks are installed with the possibility of moving along them and fixing. The racks are fixed lodgment for placement of ICE with the ability to move and fix in a selected direction.

Недостатками данного технического решения являются:The disadvantages of this technical solution are:

- жесткая передача вибровозбуждения от исследуемого работающего ДВС на присоединительные металлические элементы основания и соединительные устройства стенда (ложементы, стойки, поперечные и продольные направляющие, автономные балки рамы) и, как следствие, интенсивное паразитное шумовое излучение от этих элементов в пространство испытательного помещения (моторного бокса);- rigid transmission of vibrational excitation from the investigated internal combustion engine to the connecting metal elements of the base and connecting devices of the stand (lodges, racks, transverse and longitudinal guides, autonomous frame beams) and, as a result, intense spurious noise radiation from these elements into the space of the test room (motor box) );

- жесткая и интенсивная передача динамического возбуждения от работающего нагрузочного (тормозного) устройства (электрическая машина) на металлические элементы основания и соединительные устройства стенда (ложементы, стойки, поперечные и продольные - hard and intense transmission of dynamic excitation from a working load (brake) device (electric machine) to the metal elements of the base and connecting devices of the stand (lodges, racks, transverse and longitudinal

направляющие, автономные балки рамы) с последующим паразитным шумовым излучением в воздушное пространство измерительной камеры;guides, autonomous frame beams) followed by spurious noise radiation into the airspace of the measuring chamber;

- излучение паразитного воздушного шума в пространство испытательного помещения моторного бокса непосредственно корпусом и крыльчаткой вентилятора электрической машины нагрузочного устройства;- emission of spurious airborne noise into the space of the test room of the motor box directly by the casing and the impeller of the fan of the electric machine of the loading device;

- излучение паразитного структурного и воздушного шума вибрирующими элементами соединительного приводного вала и ограждающего кожуха, установленных между исследуемым ДВС и тормозным агрегатом;- radiation of spurious structural and airborne noise by vibrating elements of the connecting drive shaft and enclosing casing installed between the ICE under study and the brake assembly;

- большая звукоотражающая поверхность ограждающего защитного кожуха приводного соединительного вала, искажающая условия свободного звукового поля в измерительных точках вокруг исследуемого ДВС.- a large reflective surface of the enclosing protective casing of the drive connecting shaft, distorting the conditions of the free sound field at the measuring points around the ICE under study.

В связи с перечисленными техническими недостатками, такого типа концепции стендов не нашли применения в практике современных виброакустических испытаний ДВС, в первую очередь из-за того, что в этом случае не удается свести к минимуму посторонние паразитные (помимо исследуемого ДВС) шумовые излучения от приводных механизмов и систем стендового оборудования такого моторного бокса.Due to the listed technical shortcomings, this type of stand concept did not find application in the practice of modern vibroacoustic tests of ICEs, primarily due to the fact that in this case it is not possible to minimize extraneous spurious (in addition to the ICE under study) noise emissions from drive mechanisms and bench equipment systems of such a motor box.

Для проведения стендовых виброакустических исследовательских и доводочных работ на ДВС нашли применение специализированные нагрузочные стенды, установленные в специальных акустических (полузаглушенных или безэховых) камерах [например, 1, 2, 3]:For conducting vibroacoustic bench research and development work on internal combustion engines, specialized load stands installed in special acoustic (semi-muffled or anechoic) chambers have been used [for example, 1, 2, 3]:

[1] Adam Gavine. The American Way. Testing Technology International, November, 2000, p.28...31;[1] Adam Gavine. The American Way. Testing Technology International, November, 2000, p. 28 ... 31;

[2] ГУП НИЦИАМТ «Акустический центр выполнит:». Автомобильная промышленность, 2000, №11, 1.[2] GUP NITSIAMT “The acoustic center will perform:”. Automotive Industry, 2000, No. 11, 1.

[3] Peter Gutzmer und Reimer Pilgrim. Motorakustische Versuchs-und Меβ technik bei Porsche. MTZ, Motortechnische Zeitschrift, 48 (1987), 2, 47...50.[3] Peter Gutzmer und Reimer Pilgrim. Motorakustische Versuchs-und Меβ technik bei Porsche. MTZ, Motortechnische Zeitschrift, 48 (1987), 2, 47 ... 50.

В частности, в [1] приведен пример использования полузаглушенной акустической камеры фирмы «Крайслер» (США), в [2] - акустический моторный стенд центрального автополигона ГУП НИЦИАМТ (г.Дмитров, Московской обл.) с жестким звукоотражающим полом, на пазовой плите которого с помощью специальных стоек закреплен исследуемый ДВС. Тормозные (или приводные - на In particular, in [1] an example of using a semi-muffled acoustic camera of the Chrysler company (USA) is given, in [2] - an acoustic motor stand of the central avtopolygon GUP NITSIAMT (Dmitrov, Moscow Region) with a hard sound-reflecting floor, on a groove plate which with the help of special racks the studied ICE is fixed. Brake (or drive - on

режимах прокрутки ДВС без реализации в нем рабочего процесса) установки стенда (их 2) находятся на этом же уровне вне помещения акустической камеры и располагаются за стенами камеры в соседнем помещении (помещение машинного зала). Исследуемый ДВС с тормозной балансирной машиной соединяется с помощью приводных валов (валов отбора мощности), обеспечивающих передачу крутящего или тормозного момента между ними. Концевые участки приводных валов закреплены с помощью стоек к пазовой плите и непосредственно поверхности пола камеры. Трубопроводы и различные коммуникационные элементы систем питания, охлаждения, отвода выхлопных газов выводятся из пространства акустической камеры через звукоизолированные проемы в полу (пазовой плите) камеры в машинное отделение стенда, оборудованное различными технологическими системами и агрегатами обеспечения функционирования стенда. Недостатками используемой концепции акустического моторного стенда является применение камеры с жестким звукоотражающим полом, искажающим реальное звуковое поле исследуемого ДВС (в особенности, - излучение звука нижней частью ДВС (блок-картера, маслянного поддона), находящейся в непосредственной близости от звукоотражающей поверхности пола, которая, как правило, у всех поршневых ДВС является наиболее шумовиброактивной). Именно в связи с этим, что нижняя зона ДВС представляет для исследователей и доводчиков ДВС, как правило, наибольший практический интерес и требует выполнения в этой зоне наиболее трудоемких и, по-возможности, наиболее точных и объективных исследований. С другой стороны, применение в качестве вращающихся приводных элементов, соединяющих коленчатый вал ДВС и вал отбора мощности тормозной машины стенда, длинных карданных валов с опорными подшипниками в вертикальных стойках, установленных на пазовой плите и непосредственно полу камеры, вызывает проблемы их центровки с коленчатым валом исследуемого ДВС, и, как следствие, - обуславливает генерирование вибросил на частотах и порядковых гармониках их вращения, передаваемых через опорные связи как непосредственно исследуемому ДВС, вызывая его дополнительное паразитное шумоизлучение, так и некоторым присоединенным структурам акустической камеры (например, полу камеры), что влечет дополнительное искажение регистрируемых шумовых характеристик как исследуемого ДВС, так и излучение «паразитного» звука непосредственно защитными кожухами валов стенда, а также и излучение «паразитного» звука непосредственно возбужденной структурой пола акустической камеры, вследствие modes of scrolling the internal combustion engine without implementing the workflow in it) the stand settings (there are 2 of them) are at the same level outside the acoustic chamber and are located outside the chamber walls in the adjacent room (machine room). The ICE under study with a brake balancing machine is connected using drive shafts (power take-off shafts), which transmit torque or braking torque between them. The end sections of the drive shafts are fixed with racks to the groove plate and directly to the surface of the chamber floor. Pipelines and various communication elements of the power supply, cooling, exhaust gas systems are removed from the space of the acoustic chamber through soundproof openings in the floor (groove plate) of the chamber to the machine room of the stand, equipped with various technological systems and units for ensuring the functioning of the stand. The disadvantages of the used concept of an acoustic motor stand is the use of a camera with a hard sound-reflecting floor that distorts the real sound field of the ICE under study (in particular, sound emission from the lower part of the ICE (block crankcase, oil pan) located in close proximity to the sound-reflecting floor surface, which, as a rule, for all piston ICEs it is the most noise-vibrational). It is in connection with this that the lower ICE zone is of the greatest practical interest for researchers and closers of ICE, as a rule, and requires the most time-consuming and, if possible, the most accurate and objective studies. On the other hand, the use of long propeller shafts with thrust bearings installed in vertical racks mounted on a slot plate and directly on the chamber floor as rotary drive elements connecting the ICE crankshaft and the power take-off of the stand brake machine, causes problems of their alignment with the crankshaft of the test ICE, and, as a consequence, determines the generation of vibro-forces at the frequencies and ordinal harmonics of their rotation, transmitted via reference links as directly to the ICE under investigation, causing it about additional spurious noise emission, as well as to some attached structures of the acoustic chamber (for example, the chamber floor), which entails additional distortion of the recorded noise characteristics of both the ICE under study, and the emission of “spurious” sound directly by the protective casings of the test shafts, as well as the radiation of “spurious” sound directly excited by the floor structure of the acoustic chamber, due to

передачи этого вибрационного возбуждения на пол (пазовую плиту) через опорные стойки валов.transmitting this vibrational excitation to the floor (groove plate) through the shaft support legs.

Более прогрессивным методом исследования и регистрации акустической энергии, излучаемой ДВС в стендовых условиях, является использование концепции акустического моторного стенда, описанного в публикации [3] - ПРОТОТИП, применяемого в исследовательском центре фирмы «Порше» (ФРГ). В данном случае он предусматривает применение тормозного (нагрузочного) стенда, установленного по центру камеры внизу под поверхностью пола полностью заглушенной безэховой акустической камеры. Передача крутящего (тормозного) момента осуществляется при этом бесконечной гибкой связью - гладкоременной передачей. В этом случае, пол акустической камеры выполнен полностью виброизолированным от автономного фундамента, на котором установлен приводной (тормозной) стенд, а его поверхность (пола) покрыта эффективным шумопоглощающим материалом (специальными шумопоглощающими клиньями). Корпус ДВС, как объект исследования, в этом случае располагается вблизи геометрического центра воздушного пространства камеры, т.е. в зоне наиболее удаленной от звукоотражающих поверхностей (с «наилучшей акустикой»). Нижняя зона исследуемого ДВС не находится вблизи звукоотражающей поверхности пола, как это имело место в [1] и [2], и является открытой для качественных, объективных измерений параметров акустического поля исследуемого ДВС. Таким образом, эта конструкция [3] акустического моторного стенда является более совершенной и принимается в качестве прототипа. Недостатками известного прототипа акустического моторного стенда с ременным приводом [3], как и вышеописанных конструкций моторных стендов, является нерешенная проблема высокоточной центровки коленчатого вала исследуемого ДВС с сопрягаемым приводным валом тормозной балансирной асинхронной машины для последующего устранения возможного интенсивного динамического (вибрационного) возбуждения механических устройств стенда и исследуемого ДВС, вызванного несовмещением осей вращения указанных валов. Центровка осей указанных сопрягающихся валов зачастую производится с использованием косвенных низкоточных методов (например, метода, использующего принцип расхождения (схождения) двух цетровочных стрелок, смонтированных на фланцах (торцах) цетрируемых валов). Данные методы центровки отличаются не только низкой точностью, но и невысокой производительностью. Кроме этого, как правило, центровка осей сопрягающихся валов с применением того или иного известного способа центровки, не A more progressive method for studying and recording the acoustic energy emitted by ICE under bench conditions is to use the concept of an acoustic motor stand described in publication [3] - PROTOTYPE used in the Porsche Research Center (Germany). In this case, it provides for the use of a brake (load) stand installed in the center of the chamber below the floor surface of a completely muffled anechoic acoustic chamber. The transmission of torque (braking) is carried out with an endless flexible connection - smooth transmission. In this case, the floor of the acoustic chamber is made completely vibration-proof from an autonomous foundation on which a drive (brake) stand is installed, and its surface (floors) is covered with effective sound-absorbing material (special sound-absorbing wedges). The ICE case, as an object of study, in this case is located near the geometric center of the airspace of the chamber, i.e. in the zone farthest from sound-reflecting surfaces (with “best acoustics”). The lower zone of the ICE under study is not located near the sound-reflecting surface of the floor, as was the case in [1] and [2], and is open to qualitative, objective measurements of the acoustic field parameters of the ICE under study. Thus, this design [3] of the acoustic motor stand is more advanced and is accepted as a prototype. The disadvantages of the known prototype of an acoustic motor stand with a belt drive [3], as well as the above designs of motor stands, is the unresolved problem of high-precision alignment of the crankshaft of the ICE under study with the mating drive shaft of the brake balancing asynchronous machine for the subsequent elimination of possible intense dynamic (vibration) excitation of the mechanical devices of the stand and the internal combustion engine under investigation, caused by the misalignment of the rotation axes of these shafts. The axes of the indicated mating shafts are often aligned using indirect low-current methods (for example, the method using the principle of divergence (convergence) of two centering arrows mounted on the flanges (ends) of the centered shafts). These centering methods differ not only in low accuracy, but also in low productivity. In addition, as a rule, the alignment of the axes of the mating shafts using one or another known method of alignment, not

предусматривает применение устройств для проверки качества проведенной технологической процедуры центровки в процессе проверочного медленного вращения валов и, в случае необходимости, проведения операций дополнительной окончательной («точной») центровки осей сопрягающихся валов, что также, в конечном итоге, может существенно снижать качество исполнения центровочной технологии. Отсутствие надежного и высокоточного способа центровки осей валов в процессе монтажа исследуемого ДВС на стенд, может приводить к генерированию дополнительных вибросил на основных возбуждающих частотах и порядковых гармониках вращения валов (коленчатого вала ДВС, приводного вала тормозной балансирной асинхронной машины), передаваемых через опорные и соединительные связи указанных валов, присоединенным твердым несущим структурам стенда и акустической камеры, что в конечном итоге приводит к возникновению «паразитного» вибрационного возбуждения и шумоизлучения, затрудняющего качественное объективное исследование вибрационных и шумовых характеристик непосредственно генерируемых исследуемым ДВС, смонтированным на моторном стенде акустической камеры.involves the use of devices to verify the quality of the technological alignment procedure during the test slow rotation of the shafts and, if necessary, perform additional final ("exact") alignment of the axes of the mating shafts, which also, ultimately, can significantly reduce the quality of the alignment technology . The lack of a reliable and high-precision method of centering the shaft axes during the installation of the ICE under study on the bench can lead to the generation of additional vibration forces at the main exciting frequencies and the harmonics of rotation of the shafts (crankshaft of the ICE, drive shaft of the brake balancing asynchronous machine) transmitted through the reference and connecting connections these shafts attached to the solid supporting structures of the stand and the acoustic chamber, which ultimately leads to the emergence of a “spurious” vibrational excitation and noise, which impedes the qualitative objective study of vibration and noise characteristics directly generated by the ICE under study mounted on the motor stand of the acoustic chamber.

Технический результат заявляемой полезной модели заключается в оборудовании моторного стенда для виброакустических испытаний ДВС лазерным устройством центровки осей приводного вала тормозной балансирной асинхронной машины и коленчатого вала исследуемого ДВС в процессе монтажа ДВС на моторном стенде, используемого для последующего режима проверочного медленного вращения сопряженных валов, позволяющего, в конечном итоге, исключить генерирование «паразитной» виброакустической энергии присоединенными конструктивными элементами стенда и акустической камеры.The technical result of the claimed utility model consists in equipping a motor stand for vibroacoustic testing of ICEs with a laser device for centering the axes of the drive shaft of the brake balancing asynchronous machine and the crankshaft of the ICE under study during the installation of ICEs on the motor stand, used for the subsequent mode of test slow rotation of the mating shafts, allowing ultimately, to exclude the generation of "parasitic" vibro-acoustic energy by attached structural elements with ENDA and the acoustic chamber.

Указанный технический результат при осуществлении заявляемой полезной модели достигается тем, что в известном моторном стенде для виброакустических испытаний ДВС, содержащим, в частности, безэховую акустическую камеру, систему крепления ДВС на стенде в виде вертикальных регулировочных стоек, продольных и поперечных направляющих балок, с смонтированным на стенде исследуемым ДВС, элементы привода стенда, кинематически связывающие коленчатый вал ДВС с приводным валом тормозной балансирной асинхронной машины стенда - содержится лазерное устройство центровки осей сопрягаемых валов (приводного вала тормозной балансирной асинхронной машины и коленчатого вала исследуемого ДВС) в виде автономного модуля «грубой» центровки и двух автономных модулей «точной» центровки, каждый из которых содержит лазерный The specified technical result in the implementation of the claimed utility model is achieved by the fact that in the well-known motor stand for vibroacoustic testing of internal combustion engines, containing, in particular, an anechoic acoustic chamber, an internal combustion engine mounting system on the stand in the form of vertical adjustment posts, longitudinal and transverse guide beams, mounted on the test engine ICE, the drive elements of the test bench kinematically connecting the crankshaft of the internal combustion engine to the drive shaft of the brake balancing asynchronous machine of the test bench - contains laser e device for centering the axes of the mating shafts (the drive shaft of the brake balancing asynchronous machine and the crankshaft of the ICE under study) in the form of an autonomous module of "rough" alignment and two autonomous modules of "exact" alignment, each of which contains a laser

диод, неподвижно установленный в корпусе с основанием, интегрированным с постоянным магнитом в виде «магнитной присоски»; плоского экрана из жесткого тонкостенного листового материала (металлического или полимерного листа), неподвижно установленного на свободной торцевой части вращающегося вала, например, приводного вала тормозной балансирной асинхронной машины или коленчатого вала монтируемого на стенде исследуемого ДВС; монтажных площадок из ферромагнитного вещества для установки автономных модулей «грубой» и «точной» центровки с возможностью изменения их месторасположения по поверхности монтажных площадок и фиксации на них заданного месторасположения удерживающей магнитной силой; при этом, поверхности экрана и одной из монтажных площадок являются параллельными, расположены вертикально, содержат нанесенные, например, красящим веществом, визуально выделяющиеся центровочные линии в виде нанесенных видимых (визуально различаемых) центров окружностей и видимых (визуально различаемых) траекторий окружностей заданных равных радиусов, причем центр заданной окружности центровочной линии, нанесенной на указанной монтажной площадке, располагается на оси вращения приводного вала тормозной балансирной асинхронной машины, а проекция указанного центра на поверхность экрана совпадает (совмещена) с центром окружности центровочной линии экрана. В центре окружности центровочной линии, нанесенной на монтажной площадке, перпендикулярно поверхности монтажной площадки, установлен автономный модуль «грубой» центровки таким образом, что светящийся пучек луча лазерного диода указанного модуля направлен в центр (на ось вращения) торцевого участка приводного вала тормозной балансирной асинхронной машины. Один из модулей «точной» центровки располагается на центровочной линии окружности заданного радиуса, нанесенной на поверхности монтажной площадки таким образом, что светящийся пучок луча лазерного диода, направленный в направлении центровочной линии окружности экрана того же заданного радиуса, совпадает с указанной центровочной линией. Для варианта компоновки моторного стенда в помещении акустической камеры, когда расположение оси вращения коленчатого вала исследуемого ДВС находится перпендикулярно (напротив) поверхности входной двери испытательной камеры, в качестве монтажной площадки для установки автономных модулей «грубой» и «точной» центровки может быть удобно использование непосредственно поверхности входной двери. В этом случае, подразумевается вертикально установленная дверь, изготовленная из листовой ферромагнитной стали или a diode fixedly mounted in the housing with a base integrated with a permanent magnet in the form of a “magnetic suction cup”; a flat screen made of a hard thin-walled sheet material (metal or polymer sheet) fixedly mounted on the free end part of the rotating shaft, for example, the drive shaft of the brake balancing asynchronous machine or the crankshaft mounted on the bench of the ICE under study; mounting pads made of ferromagnetic material for installing autonomous modules of “rough” and “precise” alignment with the possibility of changing their location on the surface of the mounting pads and fixing on them the specified location with holding magnetic force; at the same time, the surfaces of the screen and one of the mounting sites are parallel, arranged vertically, contain, for example, painted centering lines, visually distinguished center lines in the form of visible (visually distinguishable) centers of circles and visible (visually distinguishable) paths of circles of given equal radii, moreover, the center of a given circle of the centering line plotted on the specified installation site, is located on the axis of rotation of the drive shaft of the brake balancing asynchronous machines s, and the projection of the indicated center onto the screen surface coincides (is aligned) with the center of the circle of the center line of the screen. In the center of the center line circle plotted on the mounting pad, perpendicular to the mounting pad surface, an autonomous “rough” alignment module is installed so that the luminous beam of the laser diode beam of the specified module is directed to the center (on the rotation axis) of the end portion of the drive shaft of the brake balancing asynchronous machine . One of the modules of the "exact" alignment is located on the center line of the circle of a given radius, deposited on the surface of the installation site so that the luminous beam of the laser diode beam, directed in the direction of the center line of the circle of the screen of the same specified radius, coincides with the specified center line. For the layout option of the motor stand in the room of the acoustic chamber, when the location of the axis of rotation of the crankshaft of the ICE under study is perpendicular (opposite) to the surface of the entrance door of the test chamber, it can be convenient to use directly surface of the front door. In this case, it means a vertically mounted door made of sheet ferromagnetic steel or

содержащая отдельную, закрепленную на поверхности двери, пластину из ферромагнитного вещества в зоне предполагаемой установки автономных модулей центровки в виде лазерного диода, установленного в корпусе с основанием, содержащим «магнитную присоску». Если компоновка моторного стенда в помещении акустической камеры выполнена таким образом, что ось вращения коленчатого вала ДВС находится напротив одной из стен испытательной камеры - в шумопоглощающей футеровке клиньев (или кулис) стены камеры выполняется съемный поглотитель звука, который демонтируется в процессе выполнения технологических операций центровки осей валов, а монтажная площадка из ферромагнитного вещества устанавливается на поверхности данной глухой стены акустической камеры с образованием вертикально расположенной пластины из ферромагнитного вещества, например, стали. После процедур проведения технологических операций «грубой» и «точной» центровки осей сопрягающихся валов, участок глухой стены безэховой акустической камеры закрывается съемным поглотителем звука, например, аналогичного типа используемой звукопоглощающей футеровки (клиньев, кулис) поверхности акустической безэховой камеры. Вторая монтажная площадка из ферромагнитного вещества расположена вертикально, в плоскости, параллельной оси вращения сопрягаемых центрируемых валов, при этом, торцевая часть цилиндрической поверхности шкива или участка сопрягаемого центрируемого вала (например, коленчатого вала исследуемого, монтируемого на стенде ДВС) содержит нанесенную видимую (визуально различаемую) метку в виде линии окружности, плоскость которой перпендикулярна оси вращения указанного вала, а автономный модуль «точной» центровки располагается на поверхности второй монтажной площадки таким образом, что светящийся пучок луча лазерного диода, направленный в направлении метки торцевой части шкива сопрягаемого центрируемого вала, совпадает с указанной меткой.containing a separate plate mounted on the door surface of ferromagnetic substance in the area of the proposed installation of autonomous alignment modules in the form of a laser diode mounted in a housing with a base containing a “magnetic suction cup”. If the layout of the motor stand in the acoustic chamber is designed in such a way that the axis of rotation of the ICE crankshaft is opposite one of the walls of the test chamber, a removable sound absorber is removed in the noise-absorbing lining of the wedges (or wings) of the chamber wall and dismantled during axial alignment shafts, and the mounting pad of ferromagnetic material is installed on the surface of this blank wall of the acoustic chamber with the formation of a vertically located plates of ferromagnetic material, for example, steel. After the procedures of carrying out the “rough” and “precise” alignment of the axes of the mating shafts, the blind wall section of the anechoic acoustic chamber is closed by a removable sound absorber, for example, of the similar type of sound-absorbing lining (wedges, wings) of the acoustic anechoic chamber surface. The second mounting pad of ferromagnetic material is located vertically, in a plane parallel to the axis of rotation of the mating centered shafts, while the end part of the cylindrical surface of the pulley or a portion of the mating centered shaft (for example, the crankshaft of the test engine mounted on the ICE stand) contains visible (visually distinguishable ) a mark in the form of a circle line, the plane of which is perpendicular to the axis of rotation of the specified shaft, and the autonomous module of the "exact" alignment is located on the surface the second mounting platform so that the luminous beam of the laser diode beam directed in the direction of the mark of the end part of the pulley of the mating centering shaft coincides with the specified mark.

Сравнение опубликованной в открытой печати научно-технической и патентной документации на дату приоритета в основной и смежной рубриках МКИ показывает, что совокупность существенных признаков заявленного решения ранее не была известна, следовательно, оно соответствует условию патентоспособности "новизна".A comparison of the scientific, technical and patent documentation published in the open press on the priority date in the main and related sections of the MKI shows that the set of essential features of the claimed solution was not previously known, therefore, it meets the patentability condition of “novelty”.

Предложенное техническое решение промышленно применимо, т.к. может быть изготовлено промышленным способом, работоспособно, осуществимо и воспроизводимо, следовательно, соответствует условию патентоспособности «промышленная применимость».The proposed technical solution is industrially applicable, because can be manufactured industrially, efficiently, feasibly and reproducibly, therefore, meets the patentability condition “industrial applicability”.

Полезная модель поясняется чертежами, гдеThe utility model is illustrated by drawings, where

На фиг.1, 2, 3 представлен заявляемый в качестве полезной модели моторный стенд для виброакустических испытаний ДВС, смонтированный в акустической безэховой камере и оборудованный лазерным устройством центровки осей коленчатого вала исследуемого ДВС с приводным валом тормозной балансирной асинхронной машины стенда.Figures 1, 2, 3 show a motor stand claimed as a utility model for vibroacoustic testing of ICE mounted in an acoustic anechoic chamber and equipped with a laser device for centering the axles of the crankshaft of the ICE under study with a drive shaft of the brake balancing asynchronous machine of the stand.

На фиг.4 представлена схема механического привода моторного стенда для виброакустических испытаний ДВС, кинематически связывающего коленчатый вал исследуемого ДВС с приводным валом тормозной балансирной асинхронной машины стенда.Figure 4 presents a diagram of the mechanical drive of the motor stand for vibro-acoustic testing of the internal combustion engine, kinematically connecting the crankshaft of the internal combustion engine under investigation with the drive shaft of the brake balancing asynchronous machine of the stand.

На фиг.5, 6, 7 представлены схемы, иллюстрирующие последовательность технологических операций «грубой» центровки осей коленчатого вала исследуемого ДВС с приводным валом тормозной балансирной асинхронной машины стенда, с применением автономного модуля «грубой» центровки осей валов, расположенного в центре окружности центровочной линии, нанесенной на поверхности монтажной площадки, смонтированной в плоскости, перпендикулярной оси вращения сопрягаемых центрируемых валов.5, 6, 7 are diagrams illustrating the sequence of technological operations of “rough” alignment of the axles of the crankshaft of the ICE under study with the drive shaft of the brake balancing asynchronous machine of the stand, using an autonomous module of “rough” alignment of the shaft axes located in the center of the center line circle deposited on the surface of the mounting pad mounted in a plane perpendicular to the axis of rotation of the mating centered shafts.

На фиг.8, 9, 10 представлена конструкция элементов лазерного устройства центровки осей коленчатого вала исследуемого ДВС с приводным валом тормозной балансирной асинхронной машины стенда в составе штатного элемента оборудования моторного стенда, с применением автономного модуля «точной» центровки, расположенного на поверхности окружности центровочной линии, нанесенной на поверхности монтажной площадки, смонтированной в плоскости, перпендикулярной оси вращения сопрягаемых центрируемых валов.On Fig, 9, 10 presents the design of the elements of the laser device for centering the axles of the crankshaft of the ICE under study with the drive shaft of the brake balancing asynchronous machine of the stand as part of the standard equipment element of the motor stand, using an autonomous module of "exact" alignment, located on the surface of the center line circle deposited on the surface of the mounting pad mounted in a plane perpendicular to the axis of rotation of the mating centered shafts.

На фиг.11-16 изображены некоторые возможные варианты взаимного расположения траектории окружности центровочной линии экрана и траектории, описываемой светящимся пучком луча лазерного диода автономного модуля «точной» центровки (расположенного на поверхности окружности центровочной линии, нанесенной на поверхности монтажной площадки, смонтированной в плоскости, перпендикулярной оси вращения сопрягаемых центрируемых валов) по поверхности экрана при медленном проверочном вращении одного из сопрягаемых валов (например, коленчатого вала ДВС) с целью оценки точности центровки осей сопрягаемых валов.11-16 depict some possible options for the relative position of the trajectory of the center line of the screen and the path described by the luminous beam of the laser diode of the autonomous module "accurate" alignment (located on the surface of the center line, plotted on the surface of the installation site mounted in a plane perpendicular to the axis of rotation of the mating centered shafts) on the surface of the screen with a slow test rotation of one of the mating shafts (for example, a crankshaft and ICE) to assess the accuracy of the alignment of the axes of the mating shafts.

На фиг.17-18 представлена конструкция элементов лазерного устройства центровки осей коленчатого вала исследуемого ДВС с приводным валом тормозной On Fig.17-18 presents the design of the elements of the laser device for centering the axles of the crankshaft of the ICE under study with the brake drive shaft

балансирной асинхронной машины стенда в составе штатного элемента оборудования моторного стенда, с применением автономного модуля «точной» центровки, расположенного на поверхности монтажной площадки, смонтированной в плоскости, параллельной оси вращения сопрягаемых центрируемых валов.balancing asynchronous machine of the stand as a part of a standard item of equipment of the motor stand, using an autonomous module of "exact" alignment located on the surface of the mounting platform mounted in a plane parallel to the axis of rotation of the mating centered shafts.

Полезная модель, согласно схем фиг.1-3, представляет собой моторный стенд для виброакустических испытаний ДВС, в состав которого входит полностью заглушенная безэховая акустическая камера 1, с установленной внизу под поверхностью пола 2 приводной (тормозной) балансирной асинхронной (или постоянного тока) машиной 3, смонтированной на виброизолированном пружинами 4 автономном фундаменте 5. Внутренняя поверхность бетонной оболочки 6 камеры 1 установлена по периметру пола 7 на пружинах 8, и полностью изолирована от внешней бетонной оболочки 9 стеновых конструкций здания (принцип строительства «камера в камере»). Пол 10 акустической камеры 1 виброшумоизолирован от фундамента 5, на котором установлена балансирная асинхронная машина 3, резиновыми уплотнениями 11. Поверхности пола 10, стен 6 и потолка 12 камеры 1 покрыты звукопоглощающими клиньями (или кулисами) 13. Камера 1 содержит, по крайней мере, одну входную дверь 14, выполненную из стального ферромагнитного листа или другого типа конструкционного материала с установленной на поверхности двери локальной площадкой, выполненной из ферромагнитного вещества, для возможности монтажа корпуса лазерного диода, оборудованного «магнитной присоской». В технологических процессах акустических испытаний ДВС, дверь акустической камеры закрывается, а дверной проем со стороны камеры задвигается передвижной звукопоглощающей тележкой 15 (см. фиг.2). Балансирная асинхронная машина 3 передает крутящий (тормозной) момент через нижний вал 16, установленный в корпусе 17 нижнего опорного подшипникового узла, приводной ремень 18, приводной вал 19, закрытый защитным звукоизолирующим кожухом 20 (при центровке валов в процессе монтажа ДВС звукоизолирующий кожух демонтируется). Объект испытаний - исследуемый ДВС 21 монтируется на вертикальных регулировочных стойках 22 системы крепления ДВС на стенде, содержащих набор регулировочных шайб для целенаправленного изменения пространственного положения монтируемого на стенде ДВС в процессе выполнения операций центровки сопрягаемых валов. Вертикальные регулировочные стойки 22 установлены на поперечных балках 23, имеющих возможность перемещения и фиксирования в необходимом положении по продольным направляющим балкам 24 с целью регулировки местоположения монтируемого на стенде ДВС. Продольные The utility model, according to the schemes of figures 1-3, is a motor stand for vibroacoustic testing of ICE, which includes a completely drowned anechoic acoustic chamber 1, with a drive (brake) balancing asynchronous (or direct current) machine installed below the surface of the floor 2 3 mounted on a vibration-insulated springs 4 autonomous foundation 5. The inner surface of the concrete shell 6 of the chamber 1 is installed around the perimeter of the floor 7 on the springs 8, and is completely isolated from the outer concrete shell 9 st new designs of the building (the principle of construction of the "chamber in a chamber"). The floor 10 of the acoustic chamber 1 is vibration-insulated from the foundation 5, on which a balancing asynchronous machine 3 is installed, with rubber seals 11. The surfaces of the floor 10, walls 6 and ceiling 12 of the chamber 1 are covered with sound-absorbing wedges (or wings) 13. The chamber 1 contains at least one entrance door 14, made of a steel ferromagnetic sheet or another type of structural material with a local platform mounted on the door surface made of ferromagnetic material, for the possibility of mounting the laser diode housing Equipped with a "magnetic sucker". In the technological processes of acoustic tests of the internal combustion engine, the door of the acoustic chamber is closed, and the doorway from the side of the chamber is pushed by a mobile sound-absorbing trolley 15 (see figure 2). The balancing asynchronous machine 3 transmits torque (braking) moment through the lower shaft 16 installed in the housing 17 of the lower support bearing assembly, the drive belt 18, the drive shaft 19, which is closed by a soundproofing shroud 20 (when aligning the shafts during the installation of the internal combustion engine, the soundproofing shroud is removed). The test object — the ICE under study 21 is mounted on vertical adjustment racks 22 of the ICE mounting system on the bench, containing a set of adjusting washers for purposefully changing the spatial position of the ICE mounted on the bench during the alignment operations of the mating shafts. Vertical adjusting racks 22 are mounted on the transverse beams 23, with the ability to move and fix in the required position along the longitudinal guide beams 24 in order to adjust the location of the ICE mounted on the bench. Longitudinal

направляющие балки 24 системы крепления ДВС, корпус 25 верхнего опорного подшипникового узла смонтированы на несущем силовом каркасе 26. Пол испытательной камеры 1 представляет собой звукопрозрачные решетки 27, виброизолированные от рамы 28 несущего силового каркаса 26. Воздушная полость камеры 1 вентилируется высокопроизводительной приточной 29 и вытяжной 30 вентиляцией. В процессе монтажа ДВС на стенде для высокоточной центровки коленчатого вала ДВС с приводным валом 19 и валом 31 верхнего опорного подшипникового узла привода тормозной балансирной асинхронной машины 3 используется лазерное устройство центровки 32 осей сопрягаемых валов, с использованием автономного модуля «грубой» и двух автономных модулей «точной» центровки.guide beams 24 of the internal combustion engine mounting system, housing 25 of the upper support bearing assembly are mounted on a supporting power frame 26. The floor of the test chamber 1 is a soundproof grilles 27 vibro-insulated from the frame 28 of the supporting power frame 26. The air chamber of the chamber 1 is ventilated by a high-performance supply 29 and exhaust 30 ventilation. In the process of ICE installation on a bench for high-precision alignment of the ICE crankshaft with a drive shaft 19 and a shaft 31 of the upper support bearing assembly of the drive of a brake balancing asynchronous machine 3, a laser device for centering 32 axes of the mating shafts is used, using an autonomous “rough” module and two autonomous modules “ exact "centering.

На фиг.4 представлена схема механического привода моторного стенда для виброакустических испытаний ДВС, поясняющая динамику генерирования «паразитных-структурных вибраций» и излучения «паразитного шума» вибронагруженными вращающимися элементами привода, их корпусами, присоединенными к ним жесткими несущими структурами в случае неудовлетворительной «настройки» различных частей механического привода тормозной балансирной асинхронной машины, в том числе и недостаточно точной центровки коленчатого вала ДВС с валами указанного привода, с появлением вибросил (F) на частотах и гармониках вращения сопрягаемых валов в зонах их присоединительных элементов и опорных связей..Figure 4 presents a diagram of the mechanical drive of the motor stand for vibro-acoustic testing of the internal combustion engine, explaining the dynamics of generating "spurious structural vibrations" and the radiation of "spurious noise" vibro-loaded rotating drive elements, their bodies attached to them by rigid load-bearing structures in case of unsatisfactory "settings" various parts of the mechanical drive of the brake balancing asynchronous machine, including the insufficiently accurate alignment of the ICE crankshaft with the shafts of the specified and, with the advent of the oscillating sieve (F) at the frequencies and harmonics of the rotational shafts in zones mating terminal elements and their support connections ..

Позициями на фиг.4 обозначены:The positions in figure 4 are indicated:

18 - приводной ремень;18 - a driving belt;

19 - приводной вал;19 - a power shaft;

20 - защитный звукоизолирующий кожух приводного вала;.20 - protective soundproof casing of the drive shaft ;.

21 - исследуемый объект - ДВС;21 - the investigated object - ICE;

22 - вертикальная регулировочная стойка системы крепления ДВС на стенде;22 - vertical adjustment rack of the engine mounting system on the stand;

23 - поперечная балка системы крепления ДВС на стенде;23 - transverse beam of the engine mounting system on the stand;

24 - продольная направляющая балка системы крепления ДВС на стенде;24 - a longitudinal guide beam of the engine mounting system on the stand;

25 - корпус верхнего опорного подшипникового узла;25 - housing of the upper support bearing assembly;

28 - рама несущего силового каркаса;28 - a frame of a supporting power frame;

31 - вал верхнего опорного подшипникового узла;31 - shaft of the upper support bearing assembly;

33 - промежуточная подшипниковая опора;33 - intermediate bearing support;

34 - опорные подшипники;34 - thrust bearings;

35 - промежуточный вал;35 - an intermediate shaft;

36 - Коленчатый вал ДВС.36 - The crankshaft of the internal combustion engine.

На фиг.5-7 изображены схемы, иллюстрирующие операции «грубой» центровки осей коленчатого вала исследуемого ДВС с приводным валом тормозной балансирной асинхронной машины стенда. Технологический этап «грубой» центровки осей сопрягаемых валов заключается в том, что автономный модуль «грубой» центровки 37 перемещением по поверхности монтажной площадки 38 неподвижно устанавливается в заданной точке поверхности, выполненной из ферромагнитного вещества, таким образом, чтобы светящийся пучек 39 луча лазерного диода модуля 37 был направлен в центр (на ось вращения) торцевого участка переходного вала 40, жестко соединенным с валом 31 верхнего опорного подшипникового узла. При монтаже ДВС на стенде положение модуля «грубой» центровки 37 остается неизменным, а приводной вал 19, жестко соединенный с промежуточным валом 35, выставляется таким образом, чтобы светящийся пучек 39 луча лазерного диода модуля 37 был направлен в центр (на ось вращения) торцевого участка промежуточного вала 35 (см. фиг.5). После монтажного сопряжения исследуемого ДВС с промежуточной подшипниковой опорой 33 выбирается пространственное положение корпуса исследуемого ДВС за счет проведения регулировок вертикальных стоек системы крепления ДВС на стенде таким образом, что светящийся пучек 39 луча лазерного диода модуля «грубой» центровки 37 совпадал с центром (осью вращения) торцевого участка коленчатого вала 36 (см. фиг.7).Figures 5-7 are diagrams illustrating the operations of "rough" alignment of the axles of the crankshaft of the ICE under study with the drive shaft of the brake balancing asynchronous machine of the stand. The technological stage of the “rough” alignment of the axes of the mating shafts consists in the fact that the autonomous module of the “rough” alignment 37 by moving along the surface of the mounting pad 38 is fixedly installed at a given point on the surface made of ferromagnetic material, so that the luminous beam 39 of the beam of the laser diode of the module 37 was directed to the center (on the axis of rotation) of the end portion of the transition shaft 40, rigidly connected to the shaft 31 of the upper support bearing assembly. When the internal combustion engine is mounted on the bench, the position of the “rough” alignment module 37 remains unchanged, and the drive shaft 19, rigidly connected to the intermediate shaft 35, is set so that the luminous beam 39 of the laser diode beam of the module 37 is directed to the center (on the rotation axis) of the end plot of the intermediate shaft 35 (see figure 5). After mounting the studied ICE with the intermediate bearing support 33, the spatial position of the examined ICE case is selected by adjusting the vertical struts of the ICE mounting system on the stand so that the luminous beam 39 of the laser diode beam of the “rough” centering module 37 coincides with the center (axis of rotation) the end portion of the crankshaft 36 (see Fig.7).

Для проверки качества проведенной технологической процедуры «грубой» центровки осей сопрягаемых валов и, в случае необходимости, проведения операций «точной» центровки применяется лазерное устройство центровки, содержащее, в частности, плоский экран 41 (см. фиг.8-10), выполненный из жесткого тонкостенного листового материала (металлического или полимерного листа), неподвижно смонтированный на свободной торцевой части 42 вращающегося коленчатого вала исследуемого ДВС с помощью ввинченного в торцевую часть 42 болта 43. Напротив экрана 41 расположена монтажная площадка 38 для установки автономного модуля «грубой» и одного из автономных модулей «точной» центровки, выполненная из ферромагнитного вещества. Для варианта компоновки моторного стенда в помещении акустической камеры, когда расположение оси вращения коленчатого вала исследуемого ДВС находится перпендикулярно (напротив) поверхности входной двери испытательной камеры, в To verify the quality of the technological procedure of the “rough” alignment of the axes of the mating shafts and, if necessary, the operations of “accurate” alignment, a laser alignment device is used, containing, in particular, a flat screen 41 (see Figs. 8-10) made of a rigid thin-walled sheet material (metal or polymer sheet) fixedly mounted on the free end part 42 of the rotating crankshaft of the ICE under study using a bolt 43 screwed into the end part 42. Opposite the screen 41 is lozhena mounting pad 38 for setting the autonomous module "rough" and one of the autonomous modules "exact" alignment made of a ferromagnetic material. For the layout option of the motor stand in the room of the acoustic chamber, when the location of the axis of rotation of the crankshaft of the ICE under study is perpendicular (opposite) to the surface of the entrance door of the test chamber, in

качестве монтажной площадки для установки автономных модулей лазерного устройства центровки может быть удобно использование поверхности входной двери. В этом случае, подразумевается вертикально установленная дверь, изготовленная из листовой ферромагнитной стали или содержащая отдельную, закрепленную на поверхности двери, пластину из ферромагнитного вещества в зоне предполагаемой установки автономных модулей лазерного устройства центровки. Если компоновка моторного стенда в помещении акустической камеры выполнена таким образом, что ось вращения коленчатого вала ДВС находится напротив одной из стен испытательной камеры - в шумопоглощающей футеровке клиньев (или кулис) стены камеры выполняется съемный поглотитель звука (на фиг. не показан), который демонтируется в процессе выполнения технологических операций центровки осей валов, а монтажная площадка 38 из ферромагнитного вещества устанавливается на поверхности данной глухой стены акустической камеры с образованием вертикально расположенной пластины из ферромагнитного вещества, например, стали. После процедур проведения технологических операций «грубой» и «точной» центровки осей сопрягающихся валов, участок глухой стены безэховой акустической камеры закрывается съемным поглотителем звука, например, аналогичного типа используемой звукопоглощающей футеровки (клиньев, кулис) поверхности акустической, безэховой камеры. Поверхности экрана 41 и монтажной площадки 38 являются параллельными, расположены вертикально и содержат нанесенные, например, красящим веществом, визуально выделяющиеся центровочные линии в виде нанесенных видимых (визуально различаемых) траекторий окружностей 44 и 45 заданных равных радиусов R. Центр заданной окружности центровочной линии 45, нанесенной на монтажной площадке 38, располагается на оси вращения приводного вала тормозной балансирной асинхронной машины (т.е. в точке установки модуля «грубой» центровки 37), а проекция указанного центра на поверхность экрана совпадает (совмещена) с центром окружности центровочной линии 44 экрана 41. Автономный модуль «точной» центровки, также как и модуль «грубой» центровки, выполнен в виде цилиндрического корпуса 46, в котором неподвижно установлен лазерный диод. Цилиндрический корпус 46 интегрирован с основанием 47, материал которого содержит постоянный магнит в виде «магнитной» присоски. Модуль «точной» центровки жестко устанавливается на монтажную площадку 38 за счет притягивающего магнитного поля, возникающего между поверхностью площадки 38 и содержащего постоянный магнит основанием 47 таким образом, чтобы основание As the mounting pad for installing stand-alone modules of the laser centering device, it may be convenient to use the surface of the front door. In this case, it means a vertically mounted door made of sheet ferromagnetic steel or containing a separate plate fixed on the door surface of ferromagnetic substance in the area of the proposed installation of autonomous modules of the laser centering device. If the layout of the motor stand in the room of the acoustic chamber is made in such a way that the axis of rotation of the ICE crankshaft is opposite one of the walls of the test chamber, a removable sound absorber (not shown) is disassembled in the noise-absorbing lining of the wedges (or wings) of the chamber wall, which is removed during the process of centering the axis of the shafts, and the mounting pad 38 of ferromagnetic material is installed on the surface of this blind wall of the acoustic chamber with the formation of vert locally situated plate of a ferromagnetic substance such as steel. After the procedures of technological operations of “rough” and “accurate” alignment of the axes of the mating shafts, the blind wall section of the anechoic acoustic chamber is closed by a removable sound absorber, for example, of the similar type of sound-absorbing lining (wedges, wings) of the surface of an acoustic, anechoic chamber. The surfaces of the screen 41 and the mounting pad 38 are parallel, arranged vertically, and contain, for example, colored centering lines, visually distinguished center lines in the form of visible (visually distinguishable) paths of circles 44 and 45 of given equal radii R. The center of the given circle of the center line 45, plotted on the installation site 38, is located on the axis of rotation of the drive shaft of the brake balancing asynchronous machine (ie at the installation point of the module "rough" alignment 37), and the projection of the specified Centralized on the screen surface coincides (aligned) with the centering line 44 of the screen 41. The center of the circle Autonomous module "exact" alignment, as well as the module "rough" alignment is formed as a cylindrical body 46 in which is fixedly mounted laser diode. The cylindrical body 46 is integrated with the base 47, the material of which contains a permanent magnet in the form of a "magnetic" suction cup. The “exact” alignment module is rigidly mounted on the mounting pad 38 due to the attractive magnetic field arising between the surface of the pad 38 and containing a permanent magnet with the base 47 so that the base

47 располагалось на центровочной линии заданной окружности 45 экрана 41, а светящийся пучек 39 луча лазерного диода был направлен в направлении центровочной линии окружности 44 экрана 41. При точно выполненной «грубой» центровке осей сопрягающихся валов, во время медленного вращения коленчатого вала ДВС, светящийся пучек 39 луча лазерного диода модуля «точной» центровки будет находиться на центровочной линии окружности 44, независимо от месторасположения модуля «точной» центровки на центровочной линии заданной окружности 45 (на фиг.9 различные положения модуля «точной» центровки показаны пунктирными линиями). В случае выявленного отклонения светящегося пучка 39 от траектории центровочной линии окружности 44 экрана 41, производится окончательная регулировка пространственного положения опорных поверхностей вертикальных стоек системы крепления ДВС на стенде по высоте. Возможно нанесение на поверхность экрана дополнительных окружностей (на фиг. не показаны), определяющих возможное поле допуска допустимых отклонений светящегося пучка от траектории центровочной линии заданной окружности 44. На фиг.11-16 изображены некоторые возможные варианты взаимного расположения траектории окружности центровочной линии 44 экрана и траектории 48, описываемой светящимся пучком луча лазерного диода модуля «точной» центровки по поверхности экрана 41 при медленном проверочном вращении коленчатого вала ДВС. Фиг.11 иллюстрирует качественно выполненную центровку осей сопрягаемых валов, в то время как фиг.12-16 иллюстрируют недостаточно точную проведенную «грубую» центровку.47 was located on the center line of the given circle 45 of the screen 41, and the luminous beam 39 of the laser diode beam was directed towards the center line of the circle 44 of the screen 41. With the “rough” centering of the axes of the mating shafts precisely executed, during the slow rotation of the ICE crankshaft, the luminous bunch 39 of the laser diode beam of the “exact” centering module will be on the center line of the circle 44, regardless of the location of the “exact” center module on the center line of the given circle 45 (in FIG. 9 the positions of the “exact” alignment module are shown by dashed lines). In the event of a deviation of the luminous beam 39 from the path of the center line of the circle 44 of the screen 41, the final adjustment of the spatial position of the supporting surfaces of the vertical surfaces of the vertical struts of the ICE mounting system on the bench in height is made. It is possible to draw additional circles on the screen surface (not shown in FIG.) That determine the possible tolerance field for the permissible deviations of the luminous beam from the path of the center line of a given circle 44. Figures 11-16 show some possible options for the relative position of the path of the circle of the center line of the screen 44 and trajectory 48, described by the luminous beam of the laser diode beam of the module of "exact" alignment on the surface of the screen 41 during a slow test rotation of the ICE crankshaft. 11 illustrates a well-made alignment of the axes of the mating shafts, while FIGS. 12-16 illustrate an insufficiently accurate “rough” alignment.

На фиг.17-18 представлена конструкция лазерного устройства центровки осей сопрягаемых валов, содержащего, в частности, автономный модуль «точной» центровки 49, как составной элемент лазерного устройства центровки, аналогичный описанной выше конструкции автономных модулей «грубой» и «точной» центровки, в качестве составных элементов лазерного устройства центровки, и установленный на поверхности монтажной площадки 50, выполненной из ферромагнитного вещества. Монтажная площадка 50 расположена вертикально, в плоскости, параллельной оси вращения сопрягаемых центрируемых валов, например, на поверхности глухой стены акустической камеры с образованием (закреплением) вертикально расположенной пластины из ферромагнитного вещества, например, стали. После процедур проведения технологической операции центровки осей сопрягаемых валов, участок глухой стены безэховой акустической камеры закрывается съемным поглотителем звука. Цилиндрическая поверхность торцевой On Fig.17-18 presents the design of a laser device for centering the axes of the mating shafts, containing, in particular, a stand-alone module of the "exact" alignment 49, as an integral element of the laser device of alignment, similar to the above-described design of the stand-alone modules "rough" and "exact" alignment, as components of a laser alignment device, and mounted on the surface of the mounting pad 50 made of ferromagnetic material. The mounting pad 50 is located vertically, in a plane parallel to the axis of rotation of the mating centered shafts, for example, on the surface of the blind wall of the acoustic chamber with the formation (fixing) of a vertically located plate of ferromagnetic material, for example, steel. After the procedures for the technological operation of centering the axes of the mating shafts, the blind wall section of the anechoic acoustic chamber is closed by a removable sound absorber. Cylindrical end surface

части шкива 51 или концевого участка сопрягаемого центрируемого вала 52 (например, коленчатого вала исследуемого, монтируемого на стенде ДВС) содержит нанесенную, например, красящим веществом, видимую (визуально различаемую) метку 53 в виде линии окружности, плоскость которой перпендикулярна оси вращения указанного вала, а автономный модуль «точной» центровки 49 располагается на поверхности монтажной площадки 50 таким образом, что светящийся пучок 54 луча лазерного диода, направленный в направлении метки 53, нанесенной на цилиндрической поверхности торцевой части шкива 51 или концевого участка сопрягаемого центрируемого вала 52, совпадает с указанной меткой. При медленном поверочном вращении коленчатого вала ДВС, при точно выполненной центровке осей сопрягаемых валов, траектория перемещения светящегося пучка 54 луча лазерного диода относительно метки 53, совпадает с линией окружности указанной метки. Траекторная линия 55 иллюстрирует один из возможных вариантов траектории перемещения светящегося пучка 54 луча лазерного диода при недостаточно точно отцентрованных осях сопрягаемых валов. В этом случае угол β между траекторией линией 55 и меткой 53 отличен от нулевого значения. В случае выявленного отклонения светящегося пучка 54 от линии окружности метки 53, необходимо изменить пространственное местоположение ДВС в помещении испытательной камеры, выполнив регулировку поперечных балок 23, изменив пространственное расположение их опорных поверхностей и, в конечном итоге, добившись совпадения траектории перемещения светящегося пучка 54 с линией окружности метки 53 и равенства угла β нулю.the part of the pulley 51 or the end portion of the mating centered shaft 52 (for example, the crankshaft of the test engine mounted on the ICE stand) contains, for example, a dye, visible (visually distinguishable) mark 53 in the form of a circle line, the plane of which is perpendicular to the axis of rotation of the shaft, and an autonomous module of "exact" alignment 49 is located on the surface of the mounting platform 50 so that the luminous beam 54 of the beam of the laser diode, directed in the direction of the mark 53, applied on a cylindrical turn The characteristics of the end part of the pulley 51 or the end portion of the mating centering shaft 52 coincides with the indicated mark. With a slow verification of the rotation of the ICE crankshaft, with the axes of the mating shafts being precisely aligned, the path of the luminous beam 54 of the laser diode beam relative to the mark 53 coincides with the circle line of the mark. The trajectory line 55 illustrates one of the possible paths of the luminous beam 54 of the beam of the laser diode with not accurately centered axes of the mating shafts. In this case, the angle β between the trajectory line 55 and the mark 53 is different from zero. In the event of a deviation of the luminous beam 54 from the circumference of the mark 53, it is necessary to change the spatial location of the internal combustion engine in the test chamber by adjusting the transverse beams 23, changing the spatial location of their supporting surfaces and, ultimately, achieving a coincidence path of the luminous beam 54 with the line circles of the mark 53 and equality of the angle β to zero.

Проведенная таким образом центровка осей вращения коленчатого вала ДВС и приводного вала тормозной балансирной асинхронной машины, позволяет с высокой точностью отцентровать сопрягаемые валы и, в конечном итоге, свести к минимуму генерирование дополнительных вибросил на частотах и порядковых гармониках вращения сопрягаемых валов с существенным ослаблением вибрационного возбуждения несущих структур моторного стенда и строительных элементов испытательной камеры и уменьшением паразитных шумовых излучений, повысив точность измерений параметров звуковых полей, генерируемых непосредственно объектом исследований (ДВС).The alignment of the axes of rotation of the ICE crankshaft and the drive shaft of the brake balancing asynchronous machine, carried out in this way, makes it possible to center the mating shafts with high accuracy and, ultimately, to minimize the generation of additional vibration forces on the frequencies and ordinal harmonics of mating shafts rotation with a significant weakening of the vibrational excitation of the bearing structures of the motor stand and building elements of the test chamber and reduction of spurious noise emissions, increasing the measurement accuracy th parameters of sound fields generated directly by the object of research (ICE).

Практическая реализация предлагаемой конструкции моторного стенда для виброакустических испытаний ДВС позволяет в конечном итоге повысить точность и объективность результатов стендовых виброакустических исследований ДВС.The practical implementation of the proposed design of the motor stand for vibroacoustic testing of internal combustion engines allows you to ultimately increase the accuracy and objectivity of the results of bench vibroacoustic studies of internal combustion engines.

Claims

A motor stand for vibroacoustic testing of ICEs, including, in particular, an anechoic acoustic chamber, an ICE mounting system on the bench in the form of vertical adjustment posts, longitudinal and transverse guide beams, with the ICE under study mounted on the stand, drive elements of the bench kinematically connecting the ICE crankshaft with the drive shaft of the brake balancing asynchronous machine of the stand, characterized in that the motor stand contains a laser device for centering the axes of the mating shafts (drive shaft of the brake ball nsirnogo asynchronous machine and the crankshaft of the internal combustion engine under study) in the form of an autonomous module of "rough" alignment and two autonomous modules of "exact" alignment, each of which contains a laser diode fixedly mounted in the housing with a base integrated with a permanent magnet in the form of a "magnetic suction cup"; a flat screen of rigid thin-walled sheet material (metal or polymer sheet), fixedly mounted on the free end part of the rotating shaft. for example, a drive shaft of a brake balancing asynchronous machine or a crankshaft mounted on a bench of an engine of interest; mounting pads made of ferromagnetic material for installing autonomous modules of "rough" and "precise" alignment with the possibility of changing their location on the surface of the mounting pads and fixing on them the specified location holding magnetic force; at the same time, the surfaces of the screen and one of the mounting sites are parallel, arranged vertically, contain drawing centering lines, for example, painted with a coloring matter, in the form of marked visible (visually distinguishable) centers of circles and visible (visually distinguishable) trajectories of circles of given equal radii, moreover, the center of a given circle of the centering line plotted on the specified installation site, is located on the axis of rotation of the drive shaft of the brake balancing asynchronous machines s, and the projection of the indicated center onto the screen surface coincides (is combined) with the center of the circle of the center line of the screen; in the center of the center line circle plotted on the mounting pad, perpendicular to the mounting pad surface, an autonomous “rough” alignment module is installed so that the luminous beam of the laser diode beam of the specified module is directed to the center (on the rotation axis) of the end portion of the drive shaft of the brake balancing asynchronous machine ; one of the modules of the "exact" alignment is located on the center line of the circle of a given radius, deposited on the surface of the installation site, so that the luminous beam of the laser diode beam, directed in the direction of the center line of the circle of the screen of the same specified radius, coincides with the specified center line; the second mounting pad of ferromagnetic material is located vertically, in a plane parallel to the axis of rotation of the mating centered shafts, while the end part of the cylindrical surface of the pulley or a portion of the mating centered shaft (for example, the crankshaft of the examined, mounted on the ICE stand) contains visible (visually distinguishable ) a mark in the form of a circle line, the plane of which is perpendicular to the axis of rotation of the specified shaft, and the autonomous module of the "exact" alignment is located on the surface Torah mounting pad so that the luminous beam of the laser diode directed towards the label surface of the end portion of the cylindrical portion of the pulley or mating centering shaft coincides with said label.