CN105716979A - 凸轮与挺柱摩擦副的磨损试验装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种凸轮与挺柱摩擦副的磨损试验装置，该装置包括：电机、凸轮轴、挺柱、挺柱导向座、推杆、弹簧调整上座以及弹簧；所述电机与所述凸轮轴相连；所述挺柱位于所述凸轮轴的凸轮上；所述挺柱位于所述挺柱导向座中；所述挺柱导向座与所述推杆相连；所述弹簧调整上座与所述弹簧均位于所述推杆上；所述凸轮与所述凸轮的结构为一体成型结构。本发明结构简单、制造成本低，可实现科学合理的凸轮与挺柱摩擦副的磨损试验，提高磨损试验效率、减少人工和成本消耗，进而缩短柴油机开发时间。

Description

凸轮与挺柱摩擦副的磨损试验装置

技术领域

本发明涉及发动机试验领域，尤其涉及一种凸轮与挺柱摩擦副的磨损试验装置。

背景技术

凸轮轴是发动机配气系统的重要部件，其作用为提供凸轮型线控制气门运动完成发动机进排气；凸轮是凸轮轴的一部分，通常包括进气凸轮、排气凸轮，它们与轴承、齿轮及相连的轴段一起构成凸轮轴。挺柱是发动机配气系统的重要部件，将凸轮轴上凸轮的运动传递到推杆、气门，与凸轮接触形成配合对。

凸轮和挺柱配合对的过度磨损是柴油机开发中经常出现的故障，目前常用方法是通过整机耐久试验进行探测和验证，即完成整机装配后，在柴油机耐久试验台架上进行一定时间(通常1000h)的超负荷试验，试验结束后拆卸配气机构，观察测量凸轮和挺柱接触对的表面情况，并结合经验分析确定是否可以接受。

由上述内容可知，现有的整机耐久试验方法效率低下，且需要花费大量的人工和成本。因此，如何提出一种科学合理的凸轮与挺柱摩擦副的磨损试验装置，提高磨损试验效率、减少人工和成本消耗，进而缩短柴油机开发时间成为了亟待解决的技术问题之一。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明一方面提出了一种凸轮与挺柱摩擦副的磨损试验装置，该装置包括：

电机、凸轮轴、挺柱、挺柱导向座、推杆、弹簧调整上座以及弹簧；

所述电机与所述凸轮轴相连；所述挺柱位于所述凸轮轴的凸轮上，且位于所述挺柱导向座中；所述挺柱与所述推杆相连；所述弹簧调整上座与所述弹簧均位于所述推杆上；所述推杆包括推杆头和推杆本体，所述推杆头与所述挺柱内的凹坑相匹配；所述凸轮轴与所述凸轮的结构为一体成型结构；

其中，所述电机用于驱动所述凸轮轴，以使所述凸轮轴上的凸轮驱动所述挺柱在所述挺柱导向座中运动；所述弹簧调整上座对所述弹簧进行预压缩产生弹簧力，以使该弹簧力作用在所述推杆并传递到挺柱上。

优选地，所述装置还包括：

轴承座，用于承载所述凸轮轴的轴承；

所述轴承座与所述轴承相连。

优选地，所述装置还包括：

衬套，用于加固所述轴承座；

所述衬套位于所述轴承座中。

优选地，所述装置还包括：

轴承供油支路，用于为所述凸轮轴的轴承供油；

所述轴承供油支路与所述轴承相连。

优选地，所述装置还包括：

挺柱供油支路，用于为所述挺柱供油；

所述挺柱供油支路与所述挺柱相连。

优选地，所述装置还包括油泵；

所述油泵分别与所述轴承供油支路和所述挺柱供油支路相连。

优选地，所述装置还包括油管；

所述油管的一端连接所述油泵，另一端分别连接所述挺柱供油支路与所述轴承供油支路。

优选地，所述装置还包括：

轴承座滑块，用于根据不同型号的凸轮轴的轴承间距调整所述轴承座之间的距离；

所述轴承座滑块与所述轴承座相连。

优选地，所述装置还包括：

罩盖和罩板；

所述罩盖与罩板连接成半封闭式的箱体，所述箱体用于覆盖所述装置中除所述电机和电子油泵外的各个部件。

优选地，所述装置还包括：

台架基座，用于承载固定所述装置中的各个部件。

本发明结构简单、制造成本低，可实现科学合理的凸轮与挺柱摩擦副的磨损试验，提高磨损试验效率、减少人工和成本消耗，进而缩短柴油机开发时间。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1示出了本发明一个实施例的凸轮与挺柱摩擦副的磨损试验装置结构框图；

图2示出了本发明另一个实施例的凸轮与挺柱摩擦副的磨损试验装置结构示意图；

图3示出了本发明一个实施例的润滑油路示意图；

图4示出了本发明一个实施例的去掉盖板的凸轮与挺柱摩擦副的磨损试验装置前视图；

图5示出了本发明一个实施例的去掉盖板的凸轮与挺柱摩擦副的磨损试验装置后视图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

图1示出了本发明一个实施例的凸轮与挺柱摩擦副的磨损试验装置结构框图；如图1所示，该装置包括：

电机1、凸轮轴2、挺柱3、挺柱导向座4、推杆5、弹簧6以及弹簧调整上座7；

电机1与凸轮轴2相连；挺柱3位于凸轮轴2的凸轮上，且位于挺柱导向座4中；挺柱4与推杆5相连；弹簧调整上座7与弹簧6均位于推杆5上；所述推杆5包括推杆头和推杆本体，且二者之间通过螺纹(图中未示出)连接，推杆头与挺柱3内的凹坑相匹配，因此可以根据实际需要进行设计；凸轮轴2与凸轮的结构为一体成型结构；

其中，电机1用于驱动凸轮轴2，以使凸轮轴2上的凸轮驱动挺柱3在挺柱导向座4中运动；弹簧调整上座7对弹簧6进行预压缩产生弹簧力，以使该弹簧力作用在推杆5并传递到挺柱上

本实施例的装置结构简单、制造成本低，可实现科学合理的凸轮与挺柱摩擦副的磨损试验，提高磨损试验效率、减少人工和成本消耗，进而缩短柴油机开发时间。

图2示出了本发明另一个实施例的凸轮与挺柱摩擦副的磨损试验装置结构示意图；如2所示，所述装置还可进一步包括轴承座8，用于承载凸轮轴2的轴承，轴承座8与所述轴承相连。

在此基础上，所述装置还可进一步包括衬套9，用于加固轴承座8，衬套9位于轴承座8中。

图3示出了本发明一个实施例的润滑油路示意图；如图3所示，作为本实施例的优选，所述装置还包括轴承供油支路10和挺柱供油支路11，分别用于为凸轮轴2的轴承以及挺柱3供油；轴承供油支路10与所述轴承相连，挺柱供油支路11与挺柱3相连。

进一步地，所述装置还可包括油泵12，油泵12分别与轴承供油支路10和挺柱供油支路11相连，以为这两个支路供油。具体地，所述装置还包括油管13；该油管13的一端连接油泵12，另一端分别连接挺柱供油支路11与轴承供油支路10。具体地，在挺柱导向座和轴承座上部钻出相贯油孔，一个分支流入挺柱内侧，模拟实际情况下从缸盖或者推杆孔流入的润滑油；另一个分支流入轴承，模拟实际情况下从主油道或者副油道供给轴承的润滑油。

作为本实施例的优选，所述装置还可包括轴承座滑块14，其用于根据不同型号的凸轮轴的轴承间距调整轴承座8之间的距离，轴承座滑块14与轴承座8相连。

在此基础上，所述装置还可进一步包括罩盖15和罩板16；罩盖15与罩板16连接成半封闭式的箱体，该箱体用于覆盖所述装置中除电机1和电子油泵外的各个部件，以防止试验过程中的机油喷溅。

此外，所述装置还可以包括台架基座17，用于承载固定所述装置中的各个部件。另外，该装置还包括推杆头18、调整螺母19以及挺柱滑动座20。

为了更清楚地阐明本实施例的凸轮与挺柱摩擦副的磨损试验装置的结构，图4示出了本发明一个实施例的去掉盖板的凸轮与挺柱摩擦副的磨损试验装置前视图；图5示出了本发明一个实施例的去掉盖板的凸轮与挺柱摩擦副的磨损试验装置后视图。

本实施例的凸轮与挺柱摩擦副工作过程中受到的载荷主要来源于气门弹簧、缸内与气道内气体压力差形成的载荷通过摇臂传递到凸轮侧的载荷和运动质量惯性力，试验装置中的弹簧属于专用试验工装，根据具体柴油机配气机构分别进行特殊设计来匹配配气机构动力学计算得到的推杆载荷。

与现有技术相比，本发明具有如下优点：

1)加快柴油机开发进度：采用该方法和装置可以在柴油机开发的中期(即凸轮轴和挺柱样件具备时)即可以进行试验验证凸轮与挺柱摩擦副的耐磨损能力，时间上预计可以比采用整机耐久试验来验证的方法提前约6个月，可以尽早的发现探测此风险点从而提前采取改进措施。

2)节省验证试验成本：该试验方法只需要凸轮轴和挺柱及几个特殊设计的工装，相比整机耐久试验的方法，所需要的零件和试验运行成本都大大减少。

本发明采用部件试验替代整机耐久试验来验证凸轮与挺柱摩擦副的磨损，并设计了相应试验装置，所设计的工装可保证试验装置的通用性和灵活性，如：根据动力学分析结果依据不同机型配气机构特别设计的弹簧及预紧力可调装置；可移动的轴承座滑块和轴承座以适用不同的柴油机；通过螺纹连接的推杆头，不同机型时只需要更换对应的推杆头；弹簧及其安装座可沿着挺柱滑动座滑动调整轴向距离；通过挺柱导向座上加工三个油孔分出两个润滑油支路来模拟实际柴油机工作过程中的挺柱润滑油流动和凸轮轴轴承供油。

以上实施例仅用于说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种凸轮与挺柱摩擦副的磨损试验装置，其特征在于，包括：

电机、凸轮轴、挺柱、挺柱导向座、推杆、弹簧调整上座以及弹簧；

所述电机与所述凸轮轴相连；所述挺柱位于所述凸轮轴的凸轮上，且位于所述挺柱导向座中；所述挺柱与所述推杆相连；所述弹簧调整上座与所述弹簧均位于所述推杆上；所述推杆包括推杆头和推杆本体，所述推杆头与所述挺柱内的凹坑相匹配；所述凸轮轴与所述凸轮的结构为一体成型结构；

其中，所述电机用于驱动所述凸轮轴，以使所述凸轮轴上的凸轮驱动所述挺柱在所述挺柱导向座中运动；所述弹簧调整上座对所述弹簧进行预压缩产生弹簧力，以使该弹簧力作用在所述推杆并传递到挺柱上。

2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：

轴承座，用于承载所述凸轮轴的轴承；

所述轴承座与所述轴承相连。

3.如权利要求2所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：

衬套，用于加固所述轴承座；

所述衬套位于所述轴承座中。

4.如权利要求3所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：

轴承供油支路，用于为所述凸轮轴的轴承供油；

所述轴承供油支路与所述轴承相连。

5.如权利要求4所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：

挺柱供油支路，用于为所述挺柱供油；

所述挺柱供油支路与所述挺柱相连。

6.如权利要求5所述的装置，其特征在于，所述装置还包括油泵；

所述油泵分别与所述轴承供油支路和所述挺柱供油支路相连。

7.如权利要求6所述的装置，其特征在于，所述装置还包括油管；

所述油管的一端连接所述油泵，另一端分别连接所述挺柱供油支路与所述轴承供油支路。

8.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：

轴承座滑块，用于根据不同型号的凸轮轴的轴承间距调整所述轴承座之间的距离；

所述轴承座滑块与所述轴承座相连。

9.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：

罩盖和罩板；

所述罩盖与罩板连接成半封闭式的箱体，所述箱体用于覆盖所述装置中除所述电机和电子油泵外的各个部件。

10.如权利要求1至9中任一项所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：

台架基座，用于承载固定所述装置中的各个部件。