компрессометр с беспружинным клапаном

Формула изобретения

1. Компрессометр с беспружинным клапаном, состоящий из корпуса с манометром, обратным клапаном и наконечником для соединения компрессометра с полостью цилиндра двигателя внутреннего сгорания - с установочным отверстием для свечи или форсунки, при этом в корпусе выполнен канал для сообщения полостей манометра и наконечника, а указанный канал имеет продувочное отверстие, закрываемое и открываемое винтом, отличающийся тем, что корпус выполнен в виде гайки и с образованием резьбы с одной стороны для присоединения к нему манометра, а с другой - рукава, продувочное отверстие дополнено перед входом углублением с резьбой под концевую часть, а на выходе - цилиндрической расточкой - гнездом под уплотнительное кольцо и прижимной буртик винта, винт выполнен с прижимным буртиком и с возможностью пропуска топливовоздушной смеси по каналу из цилиндра двигателя в полость манометра, когда винт затянут, а также с возможностью выпуска смеси в атмосферу через указанное отверстие, когда он ослаблен, наконечник выполнен в виде стакана с резьбой на его внутренней цилиндрической поверхности для соединения с рукавом, с цилиндрической полостью для размещения в ней обратного клапана, с отверстием в центре для сообщения этой полости с полостью цилиндра двигателя и с плоской донной частью для сопряжения ее поверхности с названным клапаном, указанный клапан выполнен из маслобензостойкой резины в виде эластичного диска, диаметр которого больше отверстия в наконечнике, но меньше диаметра цилиндра, образующего полость в наконечнике под клапан, рукав на одном конце имеет ниппель в виде стакана и с резьбой на внутренней цилиндрической поверхности для его соединения со свободной резьбовой частью корпуса, а на другом конце рукава ниппель выполнен цилиндрическим и с образованием резьбы на его боковой поверхности для соединения с наконечником, причем концевая часть этого ниппеля имеет форму усеченного конуса, меньшее основание которого обращено к свободной торцевой поверхности клапана, а сам конус выполнен с образованием прорезей во взаимноперпендикулярных вертикальных плоскостях для сообщения полости наконечника с полостью рукава и далее с каналом в корпусе, кроме того, ниппель с усеченным конусом ввинчен в наконечник с образованием зазора между клапаном и указанным основанием конуса.

2. Компрессометр по п.1, отличающийся тем, что полость цилиндрической расточки под уплотнительное кольцо и прижимной буртик сообщена с атмосферой посредством прорезей, выполненных в горизонтальной или вертикальной плоскости и симметрично относительно оси продувочного отверстия, при этом глубина прорезей не превышает глубины цилиндрической расточки.

3. Компрессометр по любому из п.1 или 2, отличающийся тем, что он оснащен двумя сменными манометрами, один из них с верхним пределом измерений 1,6 МПа (16 кгс/см²) - для измерения компрессии бензиновых двигателей, другой - 4 МПа (40 кгс/см²) - для дизельных двигателей.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к приборостроению, в частности к приборам для технического диагностирования и инструментального контроля двигателей внутреннего сгорания.

Компрессометры широко используют для определения технического состояния цилиндропоршневой группы и газораспределительного механизма двигателей путем измерения давления в надпоршневом пространстве в конце такта сжатия. Известен компрессометр модели 179, который состоит из корпуса, манометра, трубки, наконечника и золотника [1].

Недостатки указанного прибора следующие. Золотник создает существенное сопротивление подачи воздуха или топливовоздушной смеси, что снижает действительное значение измеряемого давления и, как следствие, повышает аппаратную погрешность компрессометра. Золотник не обеспечивает возможности быстрого сброса давления и не позволяет в полной мере управлять процессом измерений.

Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа, является компрессометр КИ-861. Он состоит из корпуса с манометром, обратным клапаном и наконечником. При этом в корпусе выполнен канал для сообщения полостей манометра и наконечника, который имеет продувочное отверстие, закрываемое и открываемое винтом [2].

Недостатки известного прибора. Обратный клапан оснащен шариком и пружиной, которые также создают сопротивление подачи воздуха или смеси в полость манометра, что существенно искажает в сторону уменьшения действительное значение измеряемого параметра. Кроме того, клапан имеет сложную конструкцию. Винт ввинчен в корпус на незначительную глубину - не более, чем до пересечения с клапаном, а это не обеспечивает его надежную фиксацию в корпусе. Компрессометр имеет жесткую конструкцию, что не всегда удобно при его монтаже на двигатель. Один и тот же манометр, которым снабжен прибор, по метрологическим характеристикам мало пригоден для измерения компрессии и дизельных, и бензиновых двигателей.

Задачей изобретения является создание простого, надежного, универсального и удобного в использовании компрессометра, обладающего минимальной аппаратной погрешностью.

Сущность изобретения заключается в следующем. Компрессометр оснащен корпусом в виде гайки с присоединенным к нему манометром и рукавом. Продувочное отверстие дополнено: перед входом - углублением с резьбой под винт, на выходе - расточкой под уплотнительное кольцо и прижимной буртик винта. Винт соответственно выполнен с прижимным буртиком и с возможностью пропуска топливовоздушной смеси по каналу из цилиндра в полость манометра, когда винт затянут, а также с возможностью выпуска смеси в атмосферу, когда он ослаблен. В результате обеспечена возможность установки винта на максимальную глубину - с пересечением канала, что позволяет более надежно фиксировать винт в продувочном отверстии. Установка уплотнительного кольца в расточке и прижимной буртик на винте создают наилучшие условия для герметичного закрытия указанного отверстия. Наличие рукава придает конструкции эластичность и, следовательно, удобство выполнения монтажно-демонтажных работ. Наконечник выполнен с цилиндрической полостью, имеющей плоскую донную часть. Клапан - в виде эластичного диска, размещен на плоской донной части наконечника и полностью перекрывает отверстие в нем. В наконечник ввинчен свободный ниппель рукава с усеченным конусом на его концевой части. Конус выполнен с образованием прорезей для сообщения полости наконечника с полостью рукава и далее - с каналом в корпусе. При этом между основанием конуса и клапаном предусмотрен зазор. В результате найдена конструкция беспружинного клапана, который создает минимальное сопротивление подачи смеси, а это обеспечивает наименьшую аппаратную погрешность измерений. Клапан сформирован в сочетании с ниппелем рукава и наконечником как промежуточное звено между ними. Поэтому он имеет простейшую и малогабаритную конструкцию - эластичный диск, свободно размещенный в полости наконечника. Для плавного нагружения манометра давлением, а также для быстрого сброса давления полость расточки под уплотнительное кольцо и прижимной буртик сообщена с атмосферой прорезями. Это улучшает удобство использования компрессометра по назначению. Для повышения точности измерений компрессометр снабжен двумя сменными манометрами - соответственно для измерения компрессии бензиновых и дизельных двигателей. В целом найдена простая и надежная конструкция компрессометра с беспружинным клапаном. Она удобна в использовании и обладает минимальной аппаратной погрешностью.

На фиг.1, 2, 3 изображен компрессометр с беспружинным клапаном. Он состоит из корпуса 8, манометра 7, рукава 5, наконечника 2 и винта 9 с уплотнительным кольцом 10. Корпус 8 выполнен в виде гайки и с образованием резьбы с одной стороны для присоединения к нему манометра 7, а с другой - рукава 5. В корпусе 8 выполнен продольный канал для сообщения полости манометра 7 с полостями рукава 5 и наконечника 2. Указанный канал имеет продувочное отверстие, закрываемое и открываемое винтом 9. Перед входом это отверстие дополнено углублением с резьбой - под концевую часть винта 9, а на выходе - цилиндрической расточкой - гнездом под уплотнительное кольцо 10 и прижимной буртик винта 9. Винт 9 выполнен соответственно с прижимным буртиком и с возможностью пропуска топливовоздушной смеси по каналу из цилиндра двигателя в полость манометра 7, когда винт 9 затянут, а также с возможностью выпуска смеси в атмосферу через продувочное отверстие, когда он ослаблен. Для этого на винте 9 предусмотрена проточка, которая выполнена в области пересечения канала с отверстием и углублением, а резьба винта 9 на отрезке от кольца 10 до указанной проточки сточена с образованием лысок - двух противолежащих плоскостей, параллельных оси винта 9. Наконечник 2 выполнен в виде стакана с резьбой на его внутренней цилиндрической поверхности для соединения с ниппелем 3 рукава 5, с цилиндрической полостью для размещения в ней обратного клапана 1, с отверстием в центре для сообщения этой полости с полостью цилиндра двигателя или с полостью переходного штуцера 12, а также с образованием плоской донной части для сопряжения ее поверхности с названным клапаном. Штуцер 12 герметично присоединен к наконечнику 2 посредством уплотнительного кольца 11. Указанный клапан 1 выполнен в виде эластичного диска, например высечен из маслобензостойкой резины. Его диаметр больше отверстия в наконечнике 2, но меньше диаметра цилиндра, образующего полость в наконечнике 2 под клапан 1. Рукав 5 на одном конце имеет ниппель 6 в виде стакана и с резьбой на внутренней цилиндрической поверхности для его соединения со свободной резьбовой частью корпуса 8, а на другом конце рукава 5 ниппель 3 выполнен цилиндрическим и с образованием резьбы на его боковой поверхности для соединения с наконечником 2. Причем концевая часть ниппеля 3 имеет форму усеченного конуса, меньшее основание которого обращено к свободной торцевой поверхности клапана 1, а сам конус выполнен с образованием прорезей во взаимно-перпендикулярных вертикальных плоскостях для сообщения полости наконечника 2 с полостью рукава 5 (через ниппель 3) и далее - с каналом в корпусе 8. Кроме того, ниппель 3 ввинчен в наконечник 2 с образованием зазора между клапаном 1 и меньшим основанием конуса этого ниппеля. Указанный зазор обеспечен уплотнительной шайбой 4, которая может иметь заданную высоту. Полость цилиндрической расточки под уплотнительное кольцо 10 и прижимной буртик винта 9 сообщена с атмосферой посредством прорезей, выполненных в горизонтальной плоскости и симметрично относительно оси продувочного отверстия. При этом глубина прорезей не превышает глубины цилиндрической расточки. Компрессометр может быть снабжен двумя сменными манометрами, один из которых с верхним пределом измерений 1,6 МПа (16 кгс/см²) - для измерения компрессии бензиновых двигателей, другой 4 МПа (40 кгс/см ²) - для дизельных двигателей.

Принцип действия компрессометра следующий. Компрессометр посредством штуцера 12 или наконечника 2 соединяют с отверстием, например, под свечу двигателя. Вывинчивают винт 9 на один-два оборота - открывают продувочное отверстие. Прокручивают коленчатый вал двигателя пусковым устройством, например стартером. На такте сжатия топливовоздушная смесь под давлением поступает в отверстие наконечника 2: клапан 1 открывается - выбирая зазор, поднимается вверх до упора его свободной торцевой поверхности в торцевую поверхность ниппеля 3. При этом смесь заполняет полость наконечника 2 и также под давлением и с наименьшим сопротивлением проходит через прорези в ниппеле 3 и через рукав 5 поступает в канал корпуса 8. Далее через проточку винта 9 смесь поступает в полость манометра 7 и одновременно - в полость продувочного отверстия - в каналы, образованные плоскостями (лысками) винта 9 и винтовой поверхностью продувочного отверстия. Если винт 9 ослаблен, то смесь по указанным каналам поступает в полость цилиндрической расточки и через прорези в корпусе 8 выходит в атмосферу. На такте расширения клапан 1 под действием разрежения плотно прижимается к плоской донной части наконечника 2 и не пропускает смесь в обратном направлении. После стабилизации частоты вращения коленчатого вала двигателя продувочное отверстие закрывают винтом 9 и снимают показания манометра 7. При этом выход смеси в атмосферу закрыт уплотнительным кольцом 10: смесь поступает только в полость манометра 7, создавая в ней максимальное давление. При необходимости винт 9 ослабляют - смесь выходит в атмосферу. После снижения давления повторяют измерение компрессии: вновь закрывают продувочное отверстие винтом 9 и снимают показания манометра 7. Демонтируют компрессометр с двигателя в обратном порядке. Если после измерения компрессии, например, бензинового двигателя требуется выполнить аналогичную операцию на дизельном двигателе, то предварительно производят замену манометра 7. Для этого вывинчивают из корпуса 8 манометр для измерения компрессии бензиновых двигателей, а вместо него ввинчивают манометр для дизельных двигателей. Герметичность соединений, в том числе и присоединения манометра 7, а также герметичность (работоспособность) клапана 1, уплотнительного кольца 10 и шайб 4 и 11 контролируют в процессе измерений или после измерения компрессии по продолжительности падения давления при плотно закрытом продувочном отверстии, что обеспечивают винтом 9.

Предложен простой, надежный и удобный в использовании компрессометр, обладающий минимальной аппаратной погрешностью. Это обусловлено тем, что винт выполнен с проточкой и прижимным буртиком, продувочное отверстие - с расточкой под уплотнительное кольцо и указанный буртик, обратный клапан - без пружины. При этом винт надежно установлен в корпусе, продувочное отверстие сообщено с атмосферой прорезями. Корпус компрессометра соединен с наконечником посредством рукава. Клапан в виде эластичного диска размещен в наконечнике и функционирует при взаимодействии с ниппелем рукава. Кроме того, компрессометр оснащен двумя сменными манометрами - соответственно для измерения компрессии бензиновых и дизельных двигателей.

Источники информации

1. Аринин И.Н. Диагностирование технического состояния автомобиля. - М.: Транспорт, 1978. - с.49.

2. Бельских В.И. Диагностика технического состояния и регулировка тракторов. - М.: Колос, 1973. - с.118-120 - прототип.