CN106525615B - 一种气门—气门座圈加速耐久测试装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种气门—气门座圈加速耐久测试装置及方法，属于内燃机相关技术领域。装置部分主要包括电机及壳体；所述壳体内从上之下依次设置有驱动轴、从动杆、气门、气门导管及气门座圈；气门外侧设置有气门转动机构及气门弹簧；气门导管用于对气门进行导向；所述驱动轴外侧具有弧形凸台，从动杆内部具有与弧形凸台相适配的滚轮；电机带动驱动轴转动，驱动轴上的弧形凸台与从动杆内部的滚轮相适配将电机旋转运动转化为从动杆的直线运动，气门在从动杆和气门弹簧的作用下进行上下移动。本装置通过设计全新的结构，使其可以进行离机耐久性测试，通过测试结果对内燃机气门—气门座圈耐久性做出评价，指导气门—气门座圈的设计，节约成本，缩短开发周期。

Description

一种气门—气门座圈加速耐久测试装置及方法

技术领域

本发明涉及内燃机相关技术领域，具体的说，是涉及一种气门—气门座圈加速耐久测试装置及方法。

背景技术

耐久性是指产品保持质量和功能的使用时间，一般来说，耐久性试验时间长于可靠性试验时间。作为评价产品的重要依据之一，在产品开发、设计、制造等方面显示了越来越重要的作用。

内燃机是一种高度集合的动力装置，由配气机构、曲柄连杆机构、传动机构、润滑系统、冷却系统、燃料供给系统、启动系统和进排气系统组成。诸如气门—气门座圈等关键零件的使用寿命直接影响整机的动力性、经济性、排放性能及可靠性。

气门与气门座圈是内燃机中工作条件十分恶劣的摩擦副之一，在工作中承受极高的机械负荷、热负荷，还受到腐蚀性气体的侵蚀，润滑状态较差。另外，气门—气门座圈材料匹配对气门—气门座圈失效也有重要影响。实际工作过程中，气门与气门座圈经常由于气门落座时的撞击而失效。

更换气门—气门座圈之后，如果进行整机耐久试验，会耗费大量的人力物力。因此，若能够模拟气门-气门座圈的实际工况来对其进行离机耐久性测试，则能够较极大的降低成本，并为后续研究提供依据。

发明内容

本发明的目的是为克服上述现有技术的不足，提供一种气门—气门座圈加速耐久测试装置及方法。本装置通过设计全新的结构，使其可以进行离机耐久性测试，通过测试结果对内燃机气门—气门座圈耐久性做出评价，指导气门—气门座圈的设计，节约成本，缩短开发周期。

为了达成上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种气门—气门座圈加速耐久测试装置，包括：

电机及壳体；

所述壳体内从上之下依次设置有驱动轴、从动杆、气门、气门导管及气门座圈；

气门外侧设置有气门转动机构及气门弹簧；

气门导管用于对气门进行导向；

所述驱动轴外侧具有弧形凸台，从动杆内部具有空腔，空腔内设置有与弧形凸台相适配的滚轮；

电机带动驱动轴转动，驱动轴上的弧形凸台与从动杆内部的滚轮相适配将电机旋转运动转化为从动杆的直线运动，气门在从动杆和气门弹簧的作用下进行上下移动。

优选的，所述气门座圈通过气门座圈固定螺栓安装于壳体底部。

优选的，所述气门导管通过气门导管固定螺栓安装于壳体底部。

优选的，所述壳体下部还设置有用于给气门及气门座圈升温的加热机构。

优选的，所述加热机构为电磁线圈。

优选的，所述壳体下部具有温度传感器。

优选的，所述从动杆与壳体为滑动配合，从动杆与气门上平面具有间隙。

在提供上述结构方案的同时，本发明还提供了一种利用上述装置进行测试的方法，主要包括如下步骤：

A、对电磁线圈加热，使气门座圈和气门下部达到设定温度；

B、启动电机，使驱动轴转动，则驱动轴通过从动轴带动气门上下运动；

C、记录气门和气门座圈失效时的工作时间和撞击次数。

本发明的有益效果是：

1.本发明用于离线测试气门—气门座圈耐久性，相较整机耐久试验，节省大量人力物力财力。

2.本装置为实际气门—气门座圈的简化模型，各关键部件、气门间隙、气门弹簧预紧力等结构、参数与原模型一致，且气门落座速度与实际情况一致，因此得到结果与真实结果接近，对实际设计制造有一定指导意义。

3.准确模拟气门座圈温度，使模拟气门落座过程更接近气门实际落座过程。

4.本装置可以重复使用，拆卸方便，简单实用。

5.可通过选择不同型线形状和不同弹力的气门弹簧，使气门落座速度增加，由此可以更快速地测试气门—气门座圈的耐久性。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明中驱动轴的结构示意图；

图3是本发明中从动杆的结构示意图；

图4是本发明中驱动轴和从动杆的配合图；

图中：

电机1，驱动轴2，弧形凸台2-1，壳体3，从动杆4，滚轮4-1，气门5，气门转动机构6，气门弹簧7，气门导管8，气门导管固定螺栓9，气门座圈10，气门座圈固定螺栓11，温度传感器12，电磁线圈13。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明进行详细说明。

实施例：一种气门—气门座圈加速耐久测试装置，其结构如图1-4所示，主要包括电机1、驱动轴2、壳体3、从动杆4、气门5、气门转动机构6、气门弹簧7、气门导管8、气门导管固定螺栓9、气门座圈10、气门座圈固定螺栓11、温度传感器12和电磁线圈13。

电机1置于壳体3上部，温度传感器12置于壳体3下部，驱动轴2、从动杆4、气门5、气门转动机构6、气门弹簧7、气门导管8和气门座圈10置于壳体3内部，其中，驱动轴2的顶部凸出于壳体3。

电机1的转轴与驱动轴2用销键连接，驱动轴2和从动杆4通过安装在从动杆4上的滚轮4-1与驱动轴2上的与凸轮型线一致的弧形凸台2-1配合，并经过销键与壳体导槽将电机1的旋转运动转变为从动杆4的上下直线运动。

从动杆4与气门5上平面之间有一定缝隙，用来模拟真实气门间隙。

壳体3、气门锁夹(图中未示出)、气门杆凹槽(图中未示出)、气门转动机构6和气门弹簧7配合，模拟真实气门预紧力。

气门导管8通过气门导管固定螺栓9和气门导管垫片固定在壳体3上，用来保证气门的直线运动。

气门座圈10通过气门座圈固定螺栓、气门座圈垫块、气门座圈垫片固定在壳体3上。气门5和气门座圈10的配合模拟真实情况下气门关闭时的接触状态。

利用上述装置进行测试的主要过程包括：

A、将电磁线圈13通电，加热气门座圈10和气门5，安装在气门座圈10上的温度传感器12监测气门座圈10温度达到火力面温度时，进行保温；

B、将壳体3和电机1固定在固定台架上，再启动电机1；

C、气门5在从动杆4和气门弹簧7的作用下持续撞击气门座圈10，记录气门座圈10和气门5失效时的时间和撞击落座次数，由此考察气门与气门座圈的耐久性。

本发明中，气门导管8和气门座圈10通过固定螺栓固定，方便拆卸，且可对不同气门—气门座圈进行考察，可重复使用。

本发明的工作原理是：

气门5、气门座圈10、气门弹簧7的保留是使实验结果与实际气门落座过程接近的前提；

从动杆4和气门杆上端间隙模拟了气门间隙；

气门5、气门锁夹、气门转动机构6、气门弹簧7和壳体3配合，模拟了弹簧预紧力。

通过模拟计算，得到实际气门落座速度，并可通过对凸轮型线的改变，使驱动轴2上凸台型线确定的气门落座速度与实际气门落座速度相同；通过电磁线圈13对气门座圈10和气门5进行加热，并依靠温度传感器12对气门座圈10温度的检测，使试验时气门座圈10与气门5温度接近实际内燃机工作过程中气门和气门座圈10的温度。

通过以上几点的保证，确定了模型的正确性。驱动轴2、从动杆4和壳体3导槽的配合，使电机1的转动变为从动杆4的直线运动，并通过气门导管8保证气门5的直线运动。实际工作过程中，内燃机每两转，气门5实现一次落座。本装置中，电机1每转一圈，实现气门5两次落座，相同撞击次数，可以节省时间。另外，不同机型的气门—气门座圈耐久性能可以用同一装置更换相关部件得到，拆装方便。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现，未予以详细说明和局部放大呈现的部分，为现有技术，在此不进行赘述。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和特点相一致的最宽的范围。

Claims (8)

1.一种气门—气门座圈加速耐久测试装置，其特征在于，包括：

电机及壳体；

所述壳体内从上之下依次设置有驱动轴、从动杆、气门、气门导管及气门座圈；

气门外侧设置有气门转动机构及气门弹簧；

气门导管用于对气门进行导向；

所述驱动轴外侧具有弧形凸台，从动杆内部具有与弧形凸台相适配的滚轮；

电机带动驱动轴转动，驱动轴上的弧形凸台与从动杆内部的滚轮相适配将电机旋转运动转化为从动杆的直线运动，气门在从动杆和气门弹簧的作用下进行上下移动；

通过对凸轮型线的改变，使驱动轴上凸台型线确定的气门落座速度与实际气门落座速度相同。

2.根据权利要求1所述的气门—气门座圈加速耐久测试装置，其特征在于，所述气门座圈通过气门座圈固定螺栓安装于壳体底部。

3.根据权利要求1所述的气门—气门座圈加速耐久测试装置，其特征在于，所述气门导管通过气门导管固定螺栓安装于壳体底部。

4.根据权利要求1所述的气门—气门座圈加速耐久测试装置，其特征在于，所述壳体下部还设置有用于给气门及气门座圈升温的加热机构。

5.根据权利要求4所述的气门—气门座圈加速耐久测试装置，其特征在于，所述加热机构为电磁线圈。

6.根据权利要求4所述的气门—气门座圈加速耐久测试装置，其特征在于，所述壳体下部具有温度传感器。

7.根据权利要求1所述的气门—气门座圈加速耐久测试装置，其特征在于，所述从动杆与壳体为滑动配合，从动杆与气门上平面具有间隙。

8.一种利用权利要求1-7任一项所述的气门—气门座圈加速耐久测试装置进行测试的方法，其特征在于，步骤如下：

A、对电磁线圈加热，使气门座圈和气门下部达到设定温度；

B、启动电机，使驱动轴转动，则驱动轴通过从动轴带动气门上下运动；

C、记录气门和气门座圈失效时的工作时间和撞击次数。