[發明專利]發動機配氣機構氣門搖臂載荷測量試驗裝置及方法

有效

• 申請號: 201210105677.2
• 申請日: 2012-04-12
• 公開（公告）號: CN102620925A
• 公開（公告）日: 2012-08-01
• 發明（設計）人: 劉忠民;劉開;閆晗;丁佳
• 申請（專利權）人: 杭州電子科技大學
• 主分類號: G01M13/00
• 分類號: G01M13/00;G01M15/00
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 杜軍

技術領域

本發明屬于發動機檢測技術領域，涉及一種發動機配氣機構氣門搖臂載荷測量試驗裝置及方法。

背景技術

發動機配氣機構氣門搖臂是發動機配氣機構中的重要運動件之一，是傳遞配氣機構運動、影響配氣機構性能的關鍵部件，對氣門的運動受力有直接的影響。尤其是隨著發動機技術的發展，對配氣機構要求日益嚴苛，氣門搖臂的運動及受力不僅影響著搖臂的強度、可靠性，還對氣門的受力、運動、起落座的研究十分重要。因此，需要對氣門搖臂載荷情況進行試驗分析。

目前，對發動機配氣機構搖臂載荷還沒有統一的試驗標準。可以通過整機試驗臺測得氣門加速度、推桿應力等。但是，配置發動機實驗臺條件復雜，不利于發動機零部件廠家實現，而且，得出的配氣機構受力實驗數據對搖臂載荷不直觀，部分工況下不準確。

發明內容

本發明目的在于克服上述技術之不足，提供一種成本低、效率高、全面直觀的發動機配氣機構氣門搖臂載荷實驗系統。

本發明采用以下技術方案：

發動機配氣機構氣門搖臂載荷試驗裝置包括控制柜、電動機、編碼器、皮帶輪、被測配氣機構、潤滑油箱、應變片、動態應變儀、數據采集卡、上位機。

電動機的轉速由控制柜控制，電動機的輸出軸通過皮帶輪帶動被測配氣機構中的凸輪軸轉動，在所述的凸輪軸齒輪端上裝有編碼器，編碼器的輸出端與數據采集卡的一個輸入端信號連接；被測配氣機構的氣門搖臂的氣門端上貼有應變片，所述的應變片輸出端與動態應變儀的輸入端信號連接，動態應變儀的輸出端與數據采集卡的另一個輸入端信號連接，數據采集卡的輸出端與上位機信號連接；所述的潤滑油箱通過油管與被測配氣機構潤滑道進出油口相連。

發動機配氣機構氣門搖臂載荷試驗方法包括以下步驟：

步驟1、靜態測試階段，選取兩組氣門搖臂，分別作為工作電路和補償電路。將應變片貼在搖臂氣門端，再將搖臂安裝回配氣機構中，不安裝氣門；氣門搖臂應變電路連到動態應變儀上，檢測電路連接；選擇杠桿，稱取質量并記錄，將杠桿一端頂在進氣門搖臂氣門端，另一端懸空放置砝碼。

步驟2、記錄動態應變儀讀數并記錄；在杠桿上逐次加載1kg砝碼20次，每次加載后，記錄加載總質量和動態應變儀讀數。加載完成后，再對砝碼逐次卸載，記錄加載總質量和動態應變儀讀數。

步驟3、保存記錄數據，通過最小二乘法得出搖臂氣門推力與搖臂應變電壓關系K，

其中表示搖臂應變電壓，表示加載總質量，表示重力加速度，表示杠桿比。

步驟4、動態測試階段，將被測配氣機構裝配后固定，凸輪軸齒輪通過皮帶與電動機齒輪連接。編碼器固定在凸輪軸齒輪端，將編碼器、動態應變儀數據輸出線連接到數據采集卡，最后連接上位機。打開潤滑油箱油泵，待配氣機構完全潤滑后，開啟電機低速運轉，檢測各工作線路數據信號，調整后關閉。

步驟5、打開各儀表電源，將動態應變儀清零，開啟潤滑油泵，調節供油壓力至配氣機構額定潤滑油壓力，待完全潤滑后開啟電機。調節配氣機構轉速至配氣機構待測轉速，轉速穩定后，記錄動態應變儀增益、電荷放大器放大系數，開始讀取數據。結束后，關閉電機、潤滑油泵、儀表電源，檢查各線路是否松脫，查看采集到的數據。

步驟6、根據公式，得出動態搖臂載荷。

與現有技術相比，本發明的有益效果是：

1、本發明所提供的發動機配氣機構氣門搖臂載荷試驗裝置及方法，通過模擬發動機工作環境，完成搖臂載荷檢測。試驗通過靜、動態測量方式相結合的方法，能準確的測得動態搖臂載荷，達到試驗要求，保證試驗的可信度。

2、本發明所提供的發動機配氣機構氣門搖臂載荷試驗裝置及方法，采用電子信號實驗設備，試驗精度高，保證了試驗的精度。

3、本發明所提供的發動機配氣機構氣門搖臂載荷試驗裝置及方法，通過應變片、編碼器采集信號，并通過上位機保存數據，操作簡單、連續性強，提高了試驗效率。

4、本發明所提供的發動機配氣機構氣門搖臂載荷試驗裝置及方法，不需要復雜發動機實驗臺，結構簡單，實驗成本低，適用性廣，方便長期使用，廣泛適用于各汽車零部件制造廠，有利于行業發展。

附圖說明

圖1為本發明結構示意圖；

圖2為本發明靜態測試結構示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖對本發明作進一步的說明。

如圖1所示，發動機配氣機構氣門搖臂載荷試驗系統包括：控制柜1、電動機2、編碼器3、皮帶輪4、被測配氣機構5、潤滑油箱6、應變片7、動態應變儀8、數據采集卡9、上位機10。