[發明專利]一種測量氣閥與氣閥座動態接觸載荷的裝置以及標定氣閥桿動態應變計的裝置

有效

• 申請號: 201610118434.0
• 申請日: 2016-03-02
• 公開（公告）號: CN105606366B
• 公開（公告）日: 2018-08-17
• 發明（設計）人: 國杰;張文平;張新玉;明平劍;柳貢民;曹貽鵬
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工程大學
• 主分類號: G01M15/04
• 分類號: G01M15/04;G01B21/32
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明提供一種測量氣閥與氣閥座動態接觸載荷的裝置以及標定氣閥桿動態應變計的裝置，屬于內燃機測試技術領域，采用高頻響動態應變計和壓電式加速度計的組合測試方案實現內燃機氣閥與氣閥座動態接觸載荷的測量。本發明提供的測量裝置能夠保證測試結果的準確性，建立本發明的測量裝置不需要復雜的工藝設備和昂貴的專用儀器，測試成本低，并且操作簡便，廣泛適用于船舶、汽車內燃機氣閥與氣閥座動態接觸載荷的測量。

技術領域

本發明涉及一種測量氣閥與氣閥座動態接觸載荷的裝置以及標定氣閥桿動態應變計的裝置，屬于內燃機測試技術領域。

背景技術

內燃機是船舶、汽車、電站等領域應用較廣泛的動力機械，具有熱效率高、比油耗低、功率覆蓋面大、轉速范圍寬、啟動安全、維修方便等優點。但是，內燃機在工作過程中會產生較大的振動和輻射噪聲。內燃機的振動不僅容易降低自身工作的可靠性，而且會通過機腳或基座傳遞給其他設備，從而干擾其他設備的正常工作。內燃機的噪聲會直接對環境和人體產生損害。因此，低噪聲設計成為內燃機振動和噪聲控制的重要研究課題。

氣閥與氣閥座的敲擊是內燃機重要的振動和噪聲源。配氣機構的動力學計算和優化設計是控制氣閥敲擊振動和噪聲的有效途徑。氣閥與氣閥座接觸載荷的計算主要是通過在配氣機構動力學計算程序中引入接觸剛度和接觸阻尼來實現。目前，氣閥與氣閥座的動態接觸載荷缺乏有效的測量裝置，這限制了利用動力學計算結果進行的配氣機構低噪聲設計工作。因此，建立氣閥與氣閥座動態接觸載荷的測量裝置以及相應的測量方法對于配氣機構的動力學計算和低噪聲設計具有重要意義。

發明內容

本發明的目的是為了提供一種成本低、操作簡便的測量氣閥與氣閥座動態接觸載荷的裝置以及標定氣閥桿動態應變計的裝置。

本發明的目的是這樣實現的：一種測量氣閥與氣閥座動態接觸載荷的裝置，包括控制系統、電動機、轉速轉角測量儀、潤滑系統、動態應變放大器、電荷放大器、數據采集器、計算機和被測配氣機構或配氣單元，電動機的輸出端通過第一聯軸器與轉速轉角測量儀連接，轉速轉角測量儀通過第二聯軸器與被測配氣機構或配氣單元的凸輪軸連接，所述配氣機構或配氣單元的氣閥桿與氣閥頭連接處貼有高頻響動態應變計，所述高頻響動態應變計與動態應變放大器連接，所述配氣機構或配氣單元的氣閥頭上安裝有壓電式加速度計，所述壓電式加速度計與電荷放大器連接，轉速轉角測量儀、電荷放大器和動態應變放大器分別與數據采集器連接，數據采集器與計算機連接，所述潤滑系統向被測配氣機構或配氣單元工作提供所需的潤滑油，電動機與轉速轉角測量儀還分別與控制系統連接。

一種標定氣閥桿動態應變計的裝置，包括被測氣閥、配套氣缸蓋、動態應變放大器、加載盤、等重砝碼和穩定支撐架，所述被測氣閥安裝在配套氣缸蓋上，氣缸蓋倒置在穩定支撐架上，所述被測氣閥桿與氣閥頭連接部位貼有高頻響動態應變計，所述高頻響動態應變計的電纜通過進氣道或排氣道引出后連接至動態應變放大器，所述被測氣閥直接與加載盤連接，通過在加載盤加載和卸載等重砝碼實現氣閥桿動態應變計的標定。

本發明還包括這樣一些結構特征：

1.高頻響動態應變計的最高響應頻率不低于20kHz；壓電式加速度計的最高響應頻率不低于20kHz，加速度計質量不大于1/100的氣閥質量。

2.動態應變放大器、電荷放大器與數據采集器的單通道帶寬不低于20kHz。

3.總加載次數不少于20次，最大載荷不小于4倍的氣閥彈簧預緊力，并且不大于6倍的氣閥彈簧預緊力。