[實用新型]一種發動機氣門座圈快速磨損試驗裝置

有效

• 申請號: 201220400579.7
• 申請日: 2012-08-14
• 公開（公告）號: CN202710303U
• 公開（公告）日: 2013-01-30
• 發明（設計）人: 陳國金;劉婷婷;劉忠民;彭章明;朱澤飛;元廣杰;蘇少輝;龔友平
• 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;G01M7/08
• 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

本實用新型屬于機電一體化技術領域，涉及一種發動機氣門座圈快速磨損試驗裝置。

背景技術

發動機氣門與座圈的磨損壽命直接關系到發動機的壽命，因此發動機設計和開發過程中迫切需要研究發動機工作過程中氣門與座圈的磨損情況。發動機氣門座圈快速磨損試驗裝置，可用于對配氣機構耐磨材料、氣門工作狀態、氣門失效機理、氣門磨損壽命等進行研究，形成配氣機構零部件磨損設計、試驗規范及性能評價方法。氣門與座圈磨損壽命評價目前依靠整機可靠性臺架試驗，周期長費用高。氣門與座圈生產廠家很難獨立進行此類試驗，因此沒有能力與發動機廠家進行主機與零部件的同步開發。

發明內容

本實用新型針對目前發動機氣門與座圈磨損壽命試驗依靠整機可靠性臺架完成而存在的周期長費用高問題，提供了一種發動機氣門座圈快速磨損試驗裝置。

本實用新型所采取的技術方案為：

一種發動機氣門座圈快速磨損試驗裝置，包括光電編碼器、凸輪軸、電機、氣門彈簧、閥桿、機架、溫度傳感器、氣門座圈、氣門閥體、感應加熱器、液壓油缸。

在機架上布置有電機，電機用于驅動凸輪軸，電機的末端裝有用來檢測凸輪軸的轉速、循環次數和氣門關閉時刻的光電編碼器，閥桿的頂端與凸輪軸接觸，閥桿的底端伸入機架內，并設置有氣門閥體；與氣門閥體相配的座圈設置在機架內，機架外的閥桿上還套置有氣門彈簧。

機架內底部裝有液壓油缸，液壓油缸的位置與閥體相對，用于模擬實際發動機運行過程中氣門閥體底面受到燃燒壓力沖擊情況。

氣門座圈四周設置感應加熱器，用于模擬實際發動機氣門閥體的熱負荷，氣門座圈上還設置有溫度傳感器。

本實用新型模擬發動機配氣機構的實際工作情況，由電動機驅動凸輪，推動閥桿開啟氣門，氣門落座由氣門彈簧推動。當氣門落座后，液壓油缸上升，沖擊閥體底面，并施加載荷，模擬實際發動機運行過程中氣門閥體底面受到燃燒壓力沖擊情況。氣門座圈四周設置感應加熱器，模擬實際發動機配氣機構的熱負荷。模擬試驗裝置的電機轉速、加熱溫度、沖擊載荷可任意調節。

本實用新型的有益效果：本實用新型可為發動機和氣門、座圈生產廠，研究院所，高等院校提供發動機氣門座圈磨損壽命快速評價方法，用于研究發動機配氣機構零部件可靠性設計技術，對提升國內配氣機構零部件生產廠家自主研發能力，提高發動機整機設計可靠性具有重要意義，經濟和社會效益明顯。

附圖說明

圖1為本實用新型模擬試驗裝置原理圖。

圖2為本實用新型模擬試驗裝置的測試控制系統原理圖。

具體實施方式

下面結合附圖對本實用新型進一步描述。

如圖1所示，本實用新型的模擬試驗裝置由光電編碼器1、凸輪軸2、電機3、氣門彈簧4、閥桿5、機架6、溫度傳感器7、座圈8、氣門閥體9、感應加熱器10、液壓油缸11、液壓控制系統12、測試控制系統13組成。電機3驅動凸輪軸2，推動閥桿5開啟氣門，氣門落座由氣門彈簧4的恢復力推動。凸輪、氣門彈簧、座圈、閥體的形狀、尺寸、材料等指標應與試件的指標相同。當氣門閥體9落座后，液壓油缸11上升，撞擊閥體9底面，并施加載荷，模擬實際發動機運行過程中氣門閥體底面受到燃燒壓力沖擊情況。氣門閥體9與座圈8四周設置感應加熱器10，通過溫度傳感器7檢測，使座圈8表面的溫度保持在設定的范圍內，從而模擬實際發動機配氣機構的熱負荷。液壓控制系統12由油箱、油泵、電磁換向閥、電液伺服控制閥、壓力傳感器、管路等組成，為液壓油缸11提供液壓驅動力，對氣門閥體9底面施加載荷。液壓控制系統采用成熟的技術和系統。模擬試驗裝置的電機轉速、加熱溫度、沖擊載荷可任意調節。測試控制系統13組成了速度調節、溫度調節、載荷調節三個反饋控制子系統，通過光電編碼器1、溫度傳感器7以及液壓控制系統中壓力傳感器的檢測，可以對電機轉速、加熱溫度、沖擊載荷進行任意設定和調節，同時通過光電編碼器1，對配氣機構的工作循環進行計數，確定磨損壽命。

如圖2所示，測試控制系統由計算機系統和三個控制回路組成。在速度調節回路中，計算機系統發出電機控制信號給變頻器，控制電機3驅動凸輪軸2，實現氣門的上下運動。光電編碼器1檢測凸輪軸2的轉速、循環次數和氣門關閉時刻，反饋回計算機系統。其中凸輪軸2的轉速檢測信號用于轉速穩定調節；循環次數用于確定磨損壽命；氣門關閉時刻用于控制電磁換向閥的加載時刻。在載荷調節回路中，計算機系統發出壓力控制信號給電液伺服控制閥，用來調節加載壓力大小；當檢測到氣門關閉時刻時，提前△t發出油缸換向控制信號給電磁換向閥，開始對氣門閥體9底面施加沖擊載荷。液壓油缸11內的液壓油壓力通過壓力傳感器檢測，反饋回計算機系統，用于調節電液伺服控制閥。在溫度調節回路中，計算機系統發出加熱控制信號，通過繼電器控制接觸器，使三相電接通，感應加熱器10開始對氣門閥體9與座圈8的四周加熱。通過溫度傳感器7檢測，反饋回計算機系統，控制加熱使座圈8表面的溫度保持在設定的范圍內，從而模擬實際發動機配氣機構的熱負荷。