CN109060578A - 一种柴油发动机气缸盖热疲劳测试装置 - Google Patents

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刘桂荣
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Abstract

本发明公开了一种柴油发动机气缸盖热疲劳测试装置,包括缸体底模、气缸盖、循环冷却机构、触火面加热机构、机械增压机构和形变观测机构。本发明能够使测试装置准确模拟出气缸盖的工作环境,并在该环境下进行快速全面的热疲劳测试,测试数据准确连贯,利于提升测试效果。

Description

一种柴油发动机气缸盖热疲劳测试装置
【技术领域】
本发明涉及发动机配件加工设备的技术领域,特别是一种柴油发动机气缸盖热疲劳测试装置的技术领域。
【背景技术】
发动机气缸盖是发动机中最关键零件之一,其精度要求高,加工工艺复杂,加工的质量直接影响发动机的整体性能和质量,发动机气缸盖在工作中受到低周热疲劳损伤、高周热疲劳损伤和蠕变损伤,其寿命和可靠性是发动机的重要指标。因此新的发动机在开发阶段,都需要做冷热冲击试验来验证气缸盖的热疲劳性能是否满足要求。目前通常采用对气缸盖底面各缸触火面进行感应加热-冷却的热循环方式。该方法虽然能够减少装机上台架做可靠性试验次数,快速初步判断出气缸盖热疲劳性能的优劣,但是由于对使用环境无法进行准确模拟,同时测试数据片面不连贯,导致测试结果产生偏差,不利于试验改进。
【发明内容】
本发明的目的就是解决现有技术中的问题,提出一种柴油发动机气缸盖热疲劳测试装置,能够使测试装置准确模拟出气缸盖的工作环境,并在该环境下进行快速全面的热疲劳测试,测试数据准确连贯,利于提升测试效果。
为实现上述目的,本发明提出了一种柴油发动机气缸盖热疲劳测试装置,包括缸体底模、气缸盖、循环冷却机构、触火面加热机构、机械增压机构和形变观测机构,所述缸体底模顶部设置有缸盖固定结构,所述缸盖固定结构内设置有循环冷却机构,所述循环冷却机构包括进水管、出水管、流量监测器、增压水泵和水温感应器,所述进水管的底端连接有增压水泵,所述进水管的顶端连接有水温感应器,所述出水管的底端连接有流量监测器,所述出水管的顶端连接有水温感应器,所述进水管和出水管与气缸盖内的水路密闭联通,所述触火面加热机构包括激光加热贴片、温度感应器、周期加热控制器和调温中枢,所述激光加热贴片粘附贴合在气缸盖的触火面底面上,所述激光加热贴片上设置有周期加热控制器,所述温度感应器吸附在触火面顶部,所述温度感应器与周期加热控制器相连,所述周期加热控制器和调温中枢相连,所述调温中枢设置在缸体底模上,所述机械增压机构包括液压泵、压力感应器、增压管、压力接头和高频电磁阀,所述液压泵设置在缸体底模上,所述液压泵上连接有增压管,所述压力接头设置在增压管的顶端,所述增压管和压力接头的通过高频电磁阀相连,所述压力接头的顶部设置有压力感应器,所述形变观测机构包括检测支架、金属探伤器、摄像头和图像分析器,所述检测支架架设在缸体底模顶部,所述检测支架上安装有多个金属探伤器和摄像头,所述金属探伤和摄像头与图像分析器相连,所述缸体底模侧面设置有控制中枢,所述控制中枢与缸体底模、气缸盖、循环冷却机构、触火面加热机构、机械增压机构和形变观测机构一一相连。
作为优选,所述进水管和出水管均为隔热保温管,所述水温感应器的数量有多个,所述水温感应器均匀分布在进水管和出水管的内侧管壁上。
作为优选,所述进水管内设置有加热器,所述加热器与水温感应器相连。
作为优选,所述激光加热贴片为软质加热贴片,所述激光加热贴片的数量有多个,所述温度感应器通过电动吸盘紧密贴合在触火面上,所述温度感应器的底部涂抹有导热硅脂。
作为优选,所述压力接头为圆柱形安装头,所述压力接头的顶端为光滑平面,所述压力感应器可拆卸设置。
作为优选,所述控制中枢上设置有触控显示屏,所述检测支架可拆卸设置。
本发明的有益效果:本发明通过将缸体底模、气缸盖、循环冷却机构、触火面加热机构、机械增压机构和形变观测机构结合在一起,经过试验优化,循环冷却机构能够对气缸盖进行循环冷却,并通过增压泵控制水流速度,进而控制冷却效率,模拟不同冷却状况下的热疲劳情况,并对冷却数据进行记录分析,触火面加热机构能够对触火面进行快速加热和周期性加热,从而模拟多种热疲劳状态下的性能状况,机械增压机构能够使气缸盖处于机械负载状态下进行测试,从而使测试数据更接近实际工作时,形变观测机构可以对测试过程中的形变损伤进行观测记录,总结处理,能够使测试装置准确模拟出气缸盖的工作环境,并在该环境下进行快速全面的热疲劳测试,测试数据准确连贯,利于提升测试效果。
本发明的特征及优点将通过实施例结合附图进行详细说明。
【附图说明】
图1是本发明一种柴油发动机气缸盖热疲劳测试装置的结构示意图。
图中:1-缸体底模、2-气缸盖、3-循环冷却机构、4-触火面加热机构、5-机械增压机构、6-形变观测机构、7-缸盖固定结构、8-进水管、9-出水管、10-流量监测器、11-增压水泵、12-水温感应器、13-激光加热贴片、14-温度感应器、15-周期加热控制器、16-调温中枢、17-液压泵、18-压力感应器、19-增压管、20-压力接头、21-高频电磁阀、22-检测支架、23-金属探伤器、24-摄像头、25-图像分析器、26-控制中枢、27-电动吸盘、28-加热器。
【具体实施方式】
参阅图1,本发明一种柴油发动机气缸盖热疲劳测试装置,包括缸体底模1、气缸盖2、循环冷却机构3、触火面加热机构4、机械增压机构5和形变观测机构6,所述缸体底模1顶部设置有缸盖固定结构7,所述缸盖固定结构7内设置有循环冷却机构3,所述循环冷却机构3包括进水管8、出水管9、流量监测器10、增压水泵11和水温感应器12,所述进水管8的底端连接有增压水泵11,所述进水管8的顶端连接有水温感应器12,所述出水管9的底端连接有流量监测器10,所述出水管9的顶端连接有水温感应器12,所述进水管8和出水管9与气缸盖2内的水路密闭联通,所述触火面加热机构4包括激光加热贴片13、温度感应器14、周期加热控制器15和调温中枢16,所述激光加热贴片13粘附贴合在气缸盖2的触火面底面上,所述激光加热贴片13上设置有周期加热控制器15,所述温度感应器14吸附在触火面顶部,所述温度感应器14与周期加热控制器15相连,所述周期加热控制器15和调温中枢16相连,所述调温中枢16设置在缸体底模1上,所述机械增压机构5包括液压泵17、压力感应器18、增压管19、压力接头20和高频电磁阀21,所述液压泵17设置在缸体底模1上,所述液压泵17上连接有增压管19,所述压力接头20设置在增压管19的顶端,所述增压管19和压力接头20的通过高频电磁阀21相连,所述压力接头20的顶部设置有压力感应器18,所述形变观测机构6包括检测支架22、金属探伤器23、摄像头24和图像分析器25,所述检测支架22架设在缸体底模1顶部,所述检测支架22上安装有多个金属探伤器23和摄像头24,所述金属探伤和摄像头24与图像分析器25相连,所述缸体底模1侧面设置有控制中枢26,所述控制中枢26与缸体底模1、气缸盖2、循环冷却机构3、触火面加热机构4、机械增压机构5和形变观测机构6一一相连,所述进水管8和出水管9均为隔热保温管,所述水温感应器12的数量有多个,所述水温感应器12均匀分布在进水管8和出水管9的内侧管壁上,所述进水管8内设置有加热器,所述加热器与水温感应器12相连,所述激光加热贴片13为软质加热贴片,所述激光加热贴片13的数量有多个,所述温度感应器14通过电动吸盘27紧密贴合在触火面上,所述温度感应器14的底部涂抹有导热硅脂,所述压力接头20为圆柱形安装头,所述压力接头20的顶端为光滑平面,所述压力感应器18可拆卸设置,所述控制中枢26上设置有触控显示屏,所述检测支架22可拆卸设置。
本发明通过将缸体底模1、气缸盖2、循环冷却机构3、触火面加热机构4、机械增压机构5和形变观测机构6结合在一起,经过试验优化,循环冷却机构3能够对气缸盖2进行循环冷却,并通过增压泵控制水流速度,进而控制冷却效率,模拟不同冷却状况下的热疲劳情况,并对冷却数据进行记录分析,触火面加热机构4能够对触火面进行快速加热和周期性加热,从而模拟多种热疲劳状态下的性能状况,机械增压机构5能够使气缸盖2处于机械负载状态下进行测试,从而使测试数据更接近实际工作时,形变观测机构6可以对测试过程中的形变损伤进行观测记录,总结处理,能够使测试装置准确模拟出气缸盖2的工作环境,并在该环境下进行快速全面的热疲劳测试,测试数据准确连贯,利于提升测试效果。
上述实施例是对本发明的说明,不是对本发明的限定,任何对本发明简单变换后的方案均属于本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种柴油发动机气缸盖热疲劳测试装置,其特征在于:包括缸体底模(1)、气缸盖(2)、循环冷却机构(3)、触火面加热机构(4)、机械增压机构(5)和形变观测机构(6),所述缸体底模(1)顶部设置有缸盖固定结构(7),所述缸盖固定结构(7)内设置有循环冷却机构(3),所述循环冷却机构(3)包括进水管(8)、出水管(9)、流量监测器(10)、增压水泵(11)和水温感应器(12),所述进水管(8)的底端连接有增压水泵(11),所述进水管(8)的顶端连接有水温感应器(12),所述出水管(9)的底端连接有流量监测器(10),所述出水管(9)的顶端连接有水温感应器(12),所述进水管(8)和出水管(9)与气缸盖(2)内的水路密闭联通,所述触火面加热机构(4)包括激光加热贴片(13)、温度感应器(14)、周期加热控制器(15)和调温中枢(16),所述激光加热贴片(13)粘附贴合在气缸盖(2)的触火面底面上,所述激光加热贴片(13)上设置有周期加热控制器(15),所述温度感应器(14)吸附在触火面顶部,所述温度感应器(14)与周期加热控制器(15)相连,所述周期加热控制器(15)和调温中枢(16)相连,所述调温中枢(16)设置在缸体底模(1)上,所述机械增压机构(5)包括液压泵(17)、压力感应器(18)、增压管(19)、压力接头(20)和高频电磁阀(21),所述液压泵(17)设置在缸体底模(1)上,所述液压泵(17)上连接有增压管(19),所述压力接头(20)设置在增压管(19)的顶端,所述增压管(19)和压力接头(20)的通过高频电磁阀(21)相连,所述压力接头(20)的顶部设置有压力感应器(18),所述形变观测机构(6)包括检测支架(22)、金属探伤器(23)、摄像头(24)和图像分析器(25),所述检测支架(22)架设在缸体底模(1)顶部,所述检测支架(22)上安装有多个金属探伤器(23)和摄像头(24),所述金属探伤和摄像头(24)与图像分析器(25)相连,所述缸体底模(1)侧面设置有控制中枢(26),所述控制中枢(26)与缸体底模(1)、气缸盖(2)、循环冷却机构(3)、触火面加热机构(4)、机械增压机构(5)和形变观测机构(6)一一相连。
2.如权利要求1所述的一种柴油发动机气缸盖热疲劳测试装置,其特征在于:所述进水管(8)和出水管(9)均为隔热保温管,所述水温感应器(12)的数量有多个,所述水温感应器(12)均匀分布在进水管(8)和出水管(9)的内侧管壁上。
3.如权利要求1所述的一种柴油发动机气缸盖热疲劳测试装置,其特征在于:所述进水管(8)内设置有加热器(28),所述加热器(28)与水温感应器(12)相连。
4.如权利要求1所述的一种柴油发动机气缸盖热疲劳测试装置,其特征在于:所述激光加热贴片(13)为软质加热贴片,所述激光加热贴片(13)的数量有多个,所述温度感应器(14)通过电动吸盘(27)紧密贴合在触火面上,所述温度感应器(14)的底部涂抹有导热硅脂。
5.如权利要求1所述的一种柴油发动机气缸盖热疲劳测试装置,其特征在于:所述压力接头(20)为圆柱形安装头,所述压力接头(20)的顶端为光滑平面,所述压力感应器(18)可拆卸设置。
6.如权利要求1所述的一种柴油发动机气缸盖热疲劳测试装置,其特征在于:所述控制中枢(26)上设置有触控显示屏,所述检测支架(22)可拆卸设置。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109738322A (zh) * 2019-01-23 2019-05-10 重庆理工大学 电烙铁加热式快速热疲劳实验装置及实验方法

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