[發(fā)明專利]氣缸墊機械疲勞模擬試驗裝置及方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310172302.2
• 申請日: 2013-05-10
• 公開（公告）號: CN103257041A
• 公開（公告）日: 2013-08-21
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉忠民;唐龍鑫;余旭康;吳軍
• 申請（專利權(quán)）人: 杭州電子科技大學(xué)
• 主分類號: G01M13/00
• 分類號: G01M13/00
• 代理公司: 杭州求是專利事務(wù)所有限公司 33200
• 代理人: 杜軍

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于發(fā)動機零部件性能試驗技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種氣缸墊機械疲勞模擬試驗裝置及方法。

背景技術(shù)

氣缸墊位于氣缸蓋與氣缸體之間，其作用是填補氣缸體和氣缸蓋之間的微觀孔隙,?保證結(jié)合面處有良好的密封性,?進(jìn)而保證燃燒室的密封，防止氣缸漏氣和水套漏水。隨著發(fā)動機技術(shù)的發(fā)展，缸內(nèi)氣壓不斷升高機械負(fù)載不斷增加，對氣缸墊的要求日益嚴(yán)苛，氣缸墊的可靠性越來越重要，它的好壞直接影響發(fā)動機的正常運行。因此，需要對氣缸墊機械疲勞進(jìn)行試驗分析。

疲勞破壞是機械結(jié)構(gòu)最重要的失效形式，但至今也未能建立明確的數(shù)學(xué)模型，只有通過疲勞測試機進(jìn)行測試才能得到比較可靠的數(shù)據(jù)，目前還沒有專門的機械疲勞工作臺針對氣缸墊，所以設(shè)計本實驗臺對氣缸墊進(jìn)行疲勞測試，通過實驗來得到不同氣缸套凸起高度的不同對氣缸墊機械疲勞的影響。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明目的在于克服上述技術(shù)之不足，提供一種（成本低、效率高、全面直觀的）的試驗裝置，具體是氣缸墊機械疲勞模擬的裝置及方法，可模擬氣缸套凸起高度的不同對疲勞性能的影響，得出可靠的疲勞性能數(shù)據(jù)。

氣缸墊機械疲勞模擬試驗裝置包括蝸輪絲杠升降機構(gòu)、液壓系統(tǒng)和氣缸。

所述的蝸輪絲杠升降機構(gòu)包括安裝在氣缸箱體內(nèi)的蝸輪、蝸桿、圓錐滾子軸承、絲杠和與氣缸箱體相配的端蓋；蝸輪通過圓錐滾子軸承與氣缸箱體相連，蝸輪內(nèi)設(shè)有螺紋與絲杠相連，蝸桿由步進(jìn)電機驅(qū)動，蝸桿把力和力矩傳遞給蝸輪，最后轉(zhuǎn)變成絲杠的上下移動。

所述的氣缸包括氣缸蓋、氣缸壁和氣缸墊；在所述的氣缸壁內(nèi)設(shè)置有氣缸套，氣缸壁與氣缸套采用間隙配合，氣缸套與氣缸墊之間通過蝸輪絲杠升降機構(gòu)產(chǎn)生的向上的壓力連接。

所述的液壓系統(tǒng)包括液壓缸、溢流閥、電磁換向閥、壓力表、單向閥、流量控制器和液壓泵；液壓缸與氣缸蓋通過螺栓連接，中間設(shè)有密封圈防止液壓泄漏；液壓泵提供動力，通過溢流閥和流量控制器來控制液壓缸內(nèi)的壓力，使之能模擬氣缸工作時產(chǎn)生的壓力，流量控制器的輸出連接至單向閥，在單向閥至液壓缸的管路上設(shè)有壓力計，壓力計顯示作用于氣缸墊的壓力；溢流閥保護(hù)液壓系統(tǒng)，防止液壓缸內(nèi)的壓力過高；電磁換向閥的通電、斷電控制液壓缸內(nèi)的壓力。

氣缸墊機械疲勞模擬試驗方法，具體是:

首先通過蝸輪絲杠升降機構(gòu)頂住氣缸套從而給氣缸墊一個預(yù)緊力，模擬發(fā)動機工作時氣缸套對氣缸墊的壓力，用螺栓擰緊氣缸蓋，再從氣缸蓋鉆出的孔中通入液壓，通過電磁換向閥循環(huán)開啟、關(guān)閉來控制液壓加壓和放壓過程，從而模擬內(nèi)燃機工作的過程，通過流量控制器來調(diào)節(jié)流量的大小，使之更加逼近發(fā)動機工作時實際的氣壓大小；然后連接電腦與電磁換向閥，通過檢測電磁換向閥電壓接通的次數(shù)，在電腦上顯示液壓對氣缸墊循環(huán)加壓的次數(shù)，直到壓力表的指示異常，氣缸墊疲勞失效循環(huán)結(jié)束；最后通過蝸輪絲杠升降機構(gòu)調(diào)節(jié)氣缸套的凸起高度重復(fù)以上試驗來測試不同凸起高度對試驗結(jié)果的影響。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：

1、本發(fā)明所提供的氣缸墊機械疲勞模擬試驗裝置及方法，通過模擬發(fā)動機工作環(huán)境，完成氣缸墊機械疲勞模擬試驗。試驗通過電磁換向閥控制加壓與放壓。達(dá)到試驗要求，保證試驗的可信度。

　　2、本發(fā)明所提供的氣缸墊機械疲勞模擬試驗裝置及方法，采用電子信號實驗設(shè)備，試驗精度高，保證了試驗的精度。

　　3、本發(fā)明所提供的氣缸墊機械疲勞模擬試驗裝置及方法，通過采集信號，轉(zhuǎn)換并通過電腦保存數(shù)據(jù)，操作簡單、連續(xù)性強，提高了試驗效率。

　　4、本發(fā)明所提供的氣缸墊機械疲勞模擬試驗裝置及方法，不需要復(fù)雜發(fā)動機實驗臺，結(jié)構(gòu)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(yè)發(fā)展。

附圖說明

圖1為本發(fā)明機械部分結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本發(fā)明檢測部分示意圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步的說明。

如圖1和圖2所示，本發(fā)明裝置包括電磁換向閥2、壓力表3、單向閥4、流量控制器5、過濾器9、液壓泵6、電腦21、蝸輪15、蝸桿16、絲杠18、圓錐滾子軸承17。