[發明專利]一種內燃機氣缸套疲勞試驗裝置有效

申請號：	201410660450.3	申請日：	2014-11-18
公開（公告）號：	CN104406780A	公開（公告）日：	2015-03-11
發明（設計）人：	劉海軍;王洋;曾亮;魏濤	申請（專利權）人：	濰柴動力股份有限公司
主分類號：	G01M13/00	分類號：	G01M13/00;G01M15/04
代理公司：	北京集佳知識產權代理有限公司 11227	代理人：	羅滿
地址：	261061 山東省濰坊***	國省代碼：	山東;37
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摘要：
搜索關鍵詞：	一種內燃機氣缸套疲勞試驗裝置
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【說明書】：

技術領域

本發明涉及內燃機氣缸套疲勞試驗技術領域，特別涉及一種內燃機氣缸套疲勞試驗裝置。

背景技術

氣缸套是內燃機內部的核心部件，在內燃機實際工作過程中，氣缸套主要受到爆發壓力以及由活塞施加的垂直于氣缸套軸線的側推力。氣缸套在長期運轉情況下，存在著因復雜受力而產生的疲勞斷裂風險，繼而影響到內燃機整體的工作可靠性和安全性。

為了評估這種風險，一般要進行疲勞試驗，驗證氣缸套的疲勞強度是否符合可靠性要求。現有氣缸套疲勞試驗主要利用內燃機自身結構來完成，如圖1所示，將待測試氣缸套樣件3安裝于缸體1內，再按照內燃機標準裝配工藝流程將活塞2、活塞銷4、連桿5、曲軸6、缸體主軸承7、缸蓋8和噴油器9等組件組裝。疲勞試驗過程中，通過油泵由噴油器孔向燃燒室泵入高壓油液，以模擬發動機最大爆發壓力，從而考核氣缸套疲勞強度。

顯然，上述試驗加載的方案，只單純考慮爆發壓力作用下氣缸套的疲勞強度，忽略了內燃機在實際工作中活塞側推力對氣缸套疲勞強度的影響，這樣必然造成試驗結果與真值偏差過大，即試驗結果精確度差的問題。

有鑒于此，在氣缸套疲勞試驗過程中，通過何種手段模擬氣缸套所受的復合載荷來提高試驗結果的精確性，是本領域技術人員亟待解決的技術問題。

發明內容

本發明提供一種內燃機氣缸套疲勞試驗裝置，在疲勞試驗過程中模擬氣缸套所受的復合載荷，以提高試驗結果的精確性。

為了達到上述目的，本發明提供了一種內燃機氣缸套疲勞試驗裝置，包括疲勞試驗用內燃機和液壓加載設備，液壓加載設備通過內燃機的噴油器孔向其燃燒室加載爆發壓力，內燃機的活塞的頂部包括斜面，斜面與所述氣缸套的軸線成α夾角，所述爆發壓力向所述斜面施加垂直于所述氣缸套軸線方向的側推力。

現有技術相比，本方案中的內燃機氣缸套疲勞試驗裝置，模擬氣缸套受到的爆發壓力的同時還模擬活塞施加的側推力，也即模擬了內燃機實際工作中對氣缸套的復合加載，從而為研究氣缸套在復合載荷下的疲勞壽命提供了有效的手段，以使試驗結果更趨向于理論實際值，提高了試驗結果的精確度，進而為內燃機可靠性研究提供更為準確的試驗數據。

本發明的一優選方案中，活塞頂部的斜面具體為平面，側推力如下式所示：

F″₂＝P×A₂×cosα

其中，P代表爆發壓力，A₂代表所述斜面的面積。

斜面采用平面結構，具有加工及面積計算過程簡單的特點。

本發明的又一優選方案中，該內燃機氣缸套疲勞試驗裝置還包括面積調整件，所述面積調整件具有與所述斜面相貼合的底面和垂直于所述氣缸套軸線的頂面，所述面積調整件與所述活塞固定連接，并且其外周壁與所述活塞的外周壁拼合形成一個完整的圓柱面，所述側推力如下式所示：

F″₂＝P×(A₂-ΔA₂)×cosα

其中，ΔA₂代表所述面積調整件的底面面積。

該方案通過調整塊填補斜面面積ΔA₂，在不改變活塞具體結構的前提下實現了調整斜面面積大小的目，省去了制備不同角度斜面活塞過程，從而在顯著降低疲勞試驗成本的同時還拓展了該試驗裝置的通用性。

上述方案中的面積調整件包括沿所述氣缸套軸線依次疊加的多個調整塊，多個所述調整塊組件通過螺栓組件與所述活塞固連。

該面積調整件采用多個調整塊疊加組合方式，通過添加或移除調整塊來調整斜面面積大小，繼而在試驗過程中形成實際試驗需要的不同側推力，也即同一活塞可滿足不同側推力大小試驗需求，從而進一步降低了疲勞試驗成本、拓展了該試驗裝置的通用性。

優選地，所述活塞的頂部還包括垂直于所述氣缸套軸線的平面，，所述斜面相對于所述平面向下傾斜。

優選地，所述模擬爆發壓力具體為依據內燃機實際工作周期性變化的脈動載荷。