[發明專利]一種倒置式活塞熱疲勞試驗裝置

有效

• 申請號: 201610176103.2
• 申請日: 2016-03-24
• 公開（公告）號: CN105651639B
• 公開（公告）日: 2018-06-12
• 發明（設計）人: 景國璽;文洋;王根全;馬寧;王小慧;許春光;李鵬;劉震濤
• 申請（專利權）人: 中國北方發動機研究所（天津）
• 主分類號: G01N3/60
• 分類號: G01N3/60
• 代理公司: 天津濱海科緯知識產權代理有限公司 12211
• 代理人: 馬倩倩

本發明提供了一種倒置式活塞熱疲勞試驗裝置，包括活塞非標結構、裝置支撐架和冷卻水路結構，至少一個所述活塞非標結構固定在裝置支撐架上，所述冷卻水路結構固定在裝置支撐架上并與活塞非標結構連通。本發明所述活塞熱疲勞試驗裝置是將待測活塞組(帶活塞環)裝入非標缸套內，其活塞組裝配形態與實機一致，因此在模擬試驗過程，活塞與缸套之間的傳熱與實際活塞工作狀態的受熱傳導一致。

技術領域

本發明屬于發動機活塞測試裝置技術領域，尤其是涉及一種倒置式活塞熱疲勞試驗裝置。

背景技術

活塞是發動機的核心零部件之一，其工作好壞直接關系到發動機的整體性能及工作可靠性，因此越來越多的研究人員致力于活塞的設計與改進。活塞同時是發動機中承受機械載荷和熱載荷最嚴酷的部件之一，而由熱負荷帶來的疲勞破壞往往是其工作失效的主要原因。活塞頂面直接與高溫燃氣接觸，工作中由于高溫和溫度分布不均勻而產生的熱應力的反復作用，往往會形成熱疲勞裂紋。為準確評估活塞的熱狀態和疲勞強度，必須對活塞進行熱疲勞可靠性試驗。

現有的活塞熱負荷試驗臺均是單獨對活塞頂部加熱，而很少考慮到活塞與缸套之間通過活塞環的熱傳遞、震蕩油腔對活塞的冷卻作用，致使活塞試件承載情況與試機狀態存在很大的差異。

發明內容

有鑒于此，本發明旨在提出一種倒置式活塞熱疲勞試驗裝置，更真實的模擬活塞的使用狀態，以減小活塞試件承載情況與試機狀態的差異。

為達到上述目的，本發明的技術方案是這樣實現的：

一種倒置式活塞熱疲勞試驗裝置，包括活塞非標結構、裝置支撐架和冷卻水路結構，至少一個所述活塞非標結構固定在裝置支撐架上，所述冷卻水路結構固定在裝置支撐架上并與活塞非標結構連通。

進一步的，所述裝置支撐架包括長固定板、短固定板、聯接角鋼、隔熱板和過渡套，兩個所述長固定板和兩個所述短固定板構成長方形結構，長固定板和短固定板之間通過聯接角鋼連接；所述隔熱板的兩側邊與兩個長固定板通過過渡套用螺栓聯，所述隔熱板上設有對應活塞非標結構的活塞加熱孔。

進一步的，所述活塞非標結構包括活塞非標體、非標缸套、非標連桿、活塞固定桿、震蕩油腔冷卻水接頭、非標缸套冷卻水接頭和密封圈，

所述密封圈設置在非標缸套外側的密封槽內，所述活塞非標體套設在非標缸套外側且其底部通過螺栓與非標缸套底部徑向延伸的凸圓環固定連接；所述活塞固定桿的兩端固定安裝在活塞非標體的頂部，所述非標連桿豎直設置在非標缸套的中間，其頂端與活塞固定桿固定連接，其底端用于連接待測活塞組件；所述非標缸套冷卻水接頭安裝在活塞非標體的頂部，所述震蕩油腔冷卻水接頭用于連接待測活塞組件。

進一步的，所述冷卻水路結構包括進水管、回水管、管路支架、非標缸套冷卻支管、震蕩油腔冷卻支管、水堵、金屬軟管接頭，

所述進水管與回水管通過若干個管路支架分別固定在裝置支撐架的兩側，若干非標缸套冷卻支管和若干震蕩油腔冷卻支管的一端連接所述進水管或回水管，另一端連接活塞非標結構，所述進水管或回水管上還設有若干水堵，所述進水管的一端與回水管的一端均連通用來連接總進水管或總回水管的金屬軟管接頭。

相對于現有技術，本發明具有以下優勢：

(1)該活塞熱疲勞試驗裝置是將待測活塞組(帶活塞環)裝入非標缸套內，其活塞組裝配形態與實機一致，因此在模擬試驗過程，活塞與缸套之間的傳熱與實際活塞工作狀態的受熱傳導一致。

(2)該活塞熱疲勞試驗裝置采用兩路水冷卻，一路水通往待測活塞組的活塞震蕩油腔內，并通過調節冷水的流量來模擬實機狀態下活塞震蕩油腔的冷卻效果。另一路冷卻水通往非標缸套與活塞非標體之間形成的水腔里，與實機工作狀態下對活塞裙部的冷卻相同，本裝置完全模擬了待測活塞組在缸套內的真實工作情況。