CN105841964A - 一种柴油机凸轮轴、挺柱可靠性试验装置 - Google Patents

一种柴油机凸轮轴、挺柱可靠性试验装置 Download PDF

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CN105841964A CN201610167820.9A CN201610167820A CN105841964A CN 105841964 A CN105841964 A CN 105841964A CN 201610167820 A CN201610167820 A CN 201610167820A CN 105841964 A CN105841964 A CN 105841964A
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徐继东
王洋
张佳骥
翟长辉
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    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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Abstract

本发明实施例涉及发动机测试领域，公开了一种柴油机凸轮轴、挺柱可靠性试验装置，其包括机体缸盖以及设于所述机体缸盖内的凸轮轴、挺柱、排气门和气缸，所述挺柱设于凸轮轴的上方，所述挺柱的下端与所述凸轮轴上的凸轮接触，所述气缸设于所述排气门的下方，所述挺柱的上端通过摇臂与所述排气门的上端连接，其还包括上下相对设置的一对电磁线圈，位于上方的电磁线圈与所述排气门的底盘刚性连接，位于下方的电磁线圈设于所述气缸内，通过控制所述电磁线圈内电流大小和通断时间来控制所述排气门受力状态，从而转化为所述凸轮轴与挺柱之间相对运动时的载荷。本发明实施例能够精确模拟发动机排气压力变化时的凸轮轴、挺柱受力状态。

Description

一种柴油机凸轮轴、挺柱可靠性试验装置
技术领域
本发明实施例涉及发动机测试技术领域，特别是涉及一种柴油机凸轮轴、挺柱可靠性试验装置。
背景技术
随着汽车安全性要求逐步提高，目前重型柴油机对制动功能要求越来越高，但高制动功率的技术瓶颈之一为原凸轮轴、挺柱接触应力过大，造成二者可靠性故障频发。而目前针对凸轮轴、挺柱可靠性问题的试验手段仅有发动机台架耐久性试验，导致考核成本较高，而目前其他试验台式装置的再现性差，无法模拟柴油机实际运行状态，造成考核结果不可信。
中科院力学研究所申请的发动机凸轮轴准工况试验台(申请号201310038467.0)中，气门加载系统为在排气门打开时，对气缸内充气，模拟排气过程实现，充气开启关闭时刻靠排气门上的传感器信号控制。然而存在如下缺点：
1、由于气体的可压缩性，且充气量不可控，气缸内充气压力不可能可靠模拟排气压力，而排气压力(或气门开启压力)对凸轮轴、挺柱的可靠性考核为关键性因素；
2、靠气缸内充气建立气门开启压力的方法只适用于较小排气背压情况下(一般小于500kPa)，而目前泄气式制动发动机在排气门开启时，气体压力多在4MPa以上。
因此，目前亟需开发一种再现性好，能够完全模拟凸轮轴、挺柱真实工作状态的试验装置。
发明实施例内容
(一)要解决的技术问题
本发明实施例要解决的技术问题是如何精确模拟发动机排气压力变化时的凸轮轴、挺柱受力状态。
(二)技术方案
为了解决上述技术问题，本发明实施例提供一种柴油机凸轮轴、挺柱可靠性试验装置，其包括机体缸盖以及设于所述机体缸盖内的凸轮轴、挺柱、排气门和气缸，所述挺柱设于凸轮轴的上方，所述挺柱的下端与所述凸轮轴上的凸轮接触，所述气缸设于所述排气门的下方，所述挺柱的上端通过摇臂与所述排气门的上端连接，其还包括上下相对设置的一对电磁线圈，位于上方的电磁线圈与所述排气门的底盘刚性连接，位于下方的电磁线圈设于所述气缸内，通过控制所述电磁线圈内电流大小和通断时间来控制所述排气门受力状态，从而转化为所述凸轮轴与挺柱之间相对运动时的载荷。
其中，其中一个所述电磁线圈与外部电源连接。
其中，所述电磁线圈通过紧固连接件与所述排气门的底盘可拆卸连接。
其中，在机体主油道处外接有机油管路，用于模拟发动机运转时所述凸轮轴和挺柱的润滑状态。
其中，所述机体缸盖内还设有用于驱动凸轮轴转动的电机驱动机构。
其中，所述挺柱的上端与所述摇臂的一端连接，所述排气门的上端固定连接有气门杆，所述气门杆的上端与所述摇臂的另一端连接，所述摇臂的中部铰接在所述机体缸盖内。
(三)有益效果
与现有技术相比，本发明实施例具有以下优点：
本发明实施例提供的一种柴油机凸轮轴、挺柱可靠性试验装置，通过在机体缸盖内设置一对电磁线圈，位于上方的电磁线圈与排气门的底盘刚性连接，位于下方的电磁线圈设于气缸内，通过控制所述电磁线圈内电流大小和通断时间来控制所述排气门受力状态，最终转化为所述凸轮轴与挺柱之间相对运动时的载荷，从而模拟排气压力对排气门开启时的载荷；使用电磁控制排气门受力，响应时间快，容易实现精确控制，可以精确模拟排气压力剧烈变化时的凸轮轴、挺柱受力状态；
该试验装置仅在排气门底部连接电磁线圈，容易实现，拆装方便，且不同排量的发动机均可以使用此试验装置进行模拟实验。
附图说明
图1为本发明实施例提供的一种柴油机凸轮轴、挺柱可靠性试验装置的结构示意图；
图中：1：电磁线圈；2：排气门；3：凸轮轴；4：挺柱；5：电机驱动机构；6：机体缸盖；7：摇臂。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明实施例的具体实施方式作进一步详细描述。以下实例用于说明本发明实施例，但不用来限制本发明实施例的范围。
在本发明实施例的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明实施例和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明实施例的限制。
如图1所示，为本发明实施例提供的一种柴油机凸轮轴3、挺柱4可靠性试验装置，其包括机体缸盖6以及设于所述机体缸盖6内的凸轮轴3、挺柱4、排气门2和气缸，所述挺柱4竖直设于凸轮轴3的上方，凸轮轴3与挺柱4垂直设置，所述挺柱4的下端与所述凸轮轴3上的凸轮接触，由凸轮转动带动所述挺柱4上下移动，所述气缸设于所述排气门2的下方，所述挺柱4的上端通过摇臂7与所述排气门2的上端连接，其还包括上下相对设置的一对电磁线圈1，位于上方的电磁线圈1与所述排气门2的底盘刚性连接，位于下方的电磁线圈1设于所述气缸内，通过控制所述电磁线圈1内电流大小和通断时间来控制所述排气门2受力状态，从而转化为所述凸轮轴3与挺柱4之间相对运动时的载荷，以模拟排气压力对排气门2开启时的载荷；使用电磁控制排气门2受力，响应时间快，容易实现精确控制，可以精确模拟排气压力剧烈变化时的凸轮轴3、挺柱4受力状态；而且对原设备改动小，适用性强。
其中，一对电磁线圈1的其中一个所述电磁线圈1与外部电源连接，用于为电磁线圈1通电，使用电磁线圈1可以产生较大的排气门2受力，从而实现模拟发动机制动时较大排气门2开启压力的情况。
为了方便所述电磁线圈1的拆装，所述电磁线圈1通过紧固连接件如螺栓与所述排气门2的底盘可拆卸连接，以便于当模拟测试完毕后，方便将所述电磁线圈1拆下。
为了使得模拟测试更接近真实状态，在机体主油道处外接有机油管路，可以设置机油温度及压力可调，通过所述机油管路向凸轮轴3和挺柱4之间提供润滑油，用于模拟发动机运转时所述凸轮轴3和挺柱4的润滑状态。
为了驱动凸轮轴3运转，所述机体缸盖6内还设有用于驱动凸轮轴3转动的电机驱动机构5。
具体地，所述挺柱4的上端与所述摇臂7的一端连接，所述排气门2的上端固定连接有气门杆，所述气门杆的上端与所述摇臂7的另一端连接，所述摇臂7的中部铰接在所述机体缸盖6内，通过所述摇臂7上下摆动，将排气门2的受力传递给挺柱4与凸轮轴3。
由以上实施例可以看出，本发明实施例能够模拟排气压力对排气门2开启时的载荷，使用电磁控制排气门2受力，响应时间快，容易实现精确控制，可以精确模拟排气压力剧烈变化时的凸轮轴3、挺柱4受力状态；使用电磁线圈1可以产生较大的排气门2受力，从而实现模拟发动机制动时较大排气门2开启压力的情况。
该试验装置仅在排气门2底部连接电磁线圈1，容易实现，拆装方便，且不同排量的发动机均可以使用此试验装置进行模拟实验。
以上所述仅为本发明实施例的较佳实施例而已，并不用以限制本发明实施例，凡在本发明实施例的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明实施例的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种柴油机凸轮轴、挺柱可靠性试验装置，其包括机体缸盖以及设于所述机体缸盖内的凸轮轴、挺柱、排气门和气缸，所述挺柱设于凸轮轴的上方，所述挺柱的下端与所述凸轮轴上的凸轮接触，所述气缸设于所述排气门的下方，所述挺柱的上端通过摇臂与所述排气门的上端连接，其特征在于，还包括上下相对设置的一对电磁线圈，位于上方的电磁线圈与所述排气门的底盘刚性连接，位于下方的电磁线圈设于所述气缸内，通过控制所述电磁线圈内电流大小和通断时间来控制所述排气门受力状态，从而转化为所述凸轮轴与挺柱之间相对运动时的载荷。
2.根据权利要求1所述的柴油机凸轮轴、挺柱可靠性试验装置，其特征在于，其中一个所述电磁线圈与外部电源连接。
3.根据权利要求1所述的柴油机凸轮轴、挺柱可靠性试验装置，其特征在于，所述电磁线圈通过紧固连接件与所述排气门的底盘可拆卸连接。
4.根据权利要求1所述的柴油机凸轮轴、挺柱可靠性试验装置，其特征在于，在机体主油道处外接有机油管路，用于模拟发动机运转时所述凸轮轴和挺柱的润滑状态。
5.根据权利要求1所述的柴油机凸轮轴、挺柱可靠性试验装置，其特征在于，所述机体缸盖内还设有用于驱动凸轮轴转动的电机驱动机构。
6.根据权利要求1所述的柴油机凸轮轴、挺柱可靠性试验装置，其特征在于，所述挺柱的上端与所述摇臂的一端连接，所述排气门的上端固定连接有气门杆，所述气门杆的上端与所述摇臂的另一端连接，所述摇臂的中部铰接在所述机体缸盖内。
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