CN109342048B - 一种凸轮轴电磁阀疲劳试验设备及其试验方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种应用于汽车发动机试验设备技术领域的凸轮轴电磁阀疲劳试验设备，本发明还涉及一种凸轮轴电磁阀疲劳试验方法。所述的凸轮轴电磁阀疲劳试验设备的设备底座(1)上设置轴承座Ⅰ(2)、轴承座Ⅱ(3)、阀座(4)、驱动电机(5)，凸轮轴(6)一端与驱动电机(5)的驱动轴连接，轴承座Ⅰ(2)上设置凸轮轴零点位置传感器(8)，凸轮轴零点位置反馈模块(9)与编码器(10)连接，阀座(4)上还设置驱动杆位置传感器(12)，本发明的试验设备及试验方法，能够通过控制凸轮轴转动模拟发动机工作，实现方便可靠完成凸轮轴电磁阀疲劳试验，不再需要搭建成本高昂的发动机台架，同时也省去发动机内凸轮轴需要润滑冷却的辅助系统。

Description

一种凸轮轴电磁阀疲劳试验设备及其试验方法
技术领域
本发明属于汽车发动机试验设备技术领域，更具体地说，是涉及一种凸轮轴电磁阀疲劳试验设备，本发明还涉及一种凸轮轴电磁阀疲劳试验方法。
背景技术
凸轮轴电磁阀领域需要采用相应的试验设备对凸轮轴电磁阀进行疲劳试验。进行疲劳试验时，电磁阀通电后弹出驱动杆配合凸轮轴的转动，实现凸轮轴轴套的轴向移动，且在凸轮轴调节结束时，凸轮轴可将断电后的驱动杆推回到电磁阀内。由于各大主机厂对发动机减排技术的投入，纷纷开发出自己的VVL技术，其中最成熟一种就是靠切换凸轮轴上的高低行程的凸轮，改变气门的升程。这就需要开发相应的凸轮轴电磁阀，而要测试电磁阀稳定性就要把其安装在发动机台架上，发动机费用高昂，结构复杂，高速运转也有一定的危险和噪音。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：提供一种结构简单，在进行凸轮轴电磁阀疲劳试验时不需要发动机配合，能够通过控制凸轮轴转动模拟发动机工作，从而实现方便可靠完成凸轮轴电磁阀疲劳试验，不再需要搭建成本高昂的发动机台架，同时也省去发动机内凸轮轴需要润滑冷却的辅助系统，降低试验成本的凸轮轴电磁阀疲劳试验设备。
要解决以上所述的技术问题，本发明采取的技术方案为：
本发明为一种凸轮轴电磁阀疲劳试验设备，所述凸轮轴电磁阀疲劳试验设备包括设备底座，设备底座上设置轴承座Ⅰ、轴承座Ⅱ、阀座、驱动电机，凸轮轴一端设置为能够活动安装在轴承座Ⅰ上的结构，凸轮轴另一端设置为能够活动安装在轴承座Ⅱ上的结构，阀座上设置为能够安装电磁阀的结构，凸轮轴一端与驱动电机的驱动轴连接，轴承座Ⅰ上设置凸轮轴零点位置传感器，凸轮轴零点位置传感器与凸轮轴零点位置反馈模块连接，凸轮轴零点位置反馈模块与编码器连接，阀座上还设置能够感应电磁阀的驱动杆位置的驱动杆位置传感器。
所述的凸轮轴电磁阀疲劳试验设备的驱动电机包括电机控制模块，驱动电机的电机控制模块、凸轮轴零点位置反馈模块、电磁阀、驱动杆位置传感器分别与控制部件连接。
所述的阀座和设备底座之间设置调节部件，调节部件设置为能够带动阀座水平移动的结构，所述的调节部件设置为能够带动阀座垂直升降的结构。
所述的控制部件控制驱动电机转动时，驱动电机设置为能够带动凸轮轴转动的结构；控制部件控制电磁阀的驱动杆伸出时，驱动杆设置为能够插入到凸轮轴上的凸轮轴轨迹槽内的结构，驱动杆插入到凸轮轴轨迹槽内时，驱动杆设置为能够带动凸轮轴发生轴向移动的结构，所述的驱动杆带动凸轮轴轴向移动完成后，驱动杆设置为能够被凸轮顶回原位的结构。
所述的凸轮轴电磁阀疲劳试验设备还包括人机交互面板，人机交互面板与控制部件连接，人机交互面板设置为能够操作试验设备以及能够对试验设备各部件进行参数设定的结构。
本发明还涉及一种步骤简单，在进行凸轮轴电磁阀疲劳试验时不需要发动机配合，能够通过控制凸轮轴转动模拟发动机工作，从而实现方便可靠完成凸轮轴电磁阀疲劳试验，不再需要搭建成本高昂的发动机台架，同时也省去发动机内凸轮轴需要润滑冷却的辅助系统，降低试验成本的凸轮轴电磁阀疲劳试验方法。
所述的凸轮轴电磁阀疲劳试验方法的试验步骤为：1)启动凸轮轴电磁阀疲劳试验设备,凸轮轴电磁阀疲劳试验设备上电,驱动杆位置传感器将电磁阀的驱动杆状态信号反馈给控制部件，控制部件控制驱动电机转动，凸轮轴自身转动将电磁阀的驱动杆顶回复位；2)凸轮轴零点位置传感器将凸轮轴位置信号反馈给凸轮轴零点位置反馈模块，凸轮轴零点位置反馈模块再反馈信号给控制部件，由控制部件作出判断；3)如果凸轮轴的零点位置未对准凸轮轴零点位置传感器，控制部件发送信号给驱动电机，控制驱动电机转动，直到凸轮轴的零点位置对准凸轮轴零点位置传感器为止；4)操作人机交互面板控制电磁阀的驱动杆A和驱动杆B往复伸出，进行凸轮轴电磁阀疲劳试验。
操作人员操作人机交互面板控制电磁阀的驱动杆A和驱动杆B往复伸出时，操作人员通过操作人机交互面板控制凸轮轴转动同时，控制部件给电磁阀通电，控制电磁阀的驱动杆A伸出，当驱动电机带动凸轮轴转过360度后，编码器会给凸轮轴角度控制模块发送脉冲信号，再传递给控制部件，控制部件再给电机控制模块反馈信号，控制驱动电机继续旋转180度，控制部件得到由凸轮轴角度控制模块的反馈信号，控制部件再给电磁阀通电，控制电磁阀的驱动杆B伸出，如此控制驱动杆A和驱动杆B往复伸出。
操作人员操作人机交互面板控制电磁阀的驱动杆A和驱动杆B往复伸出时，驱动杆位置传感器将试验中的驱动杆的伸缩状态信号反馈给控制部件，控制部件通过人机交互面板显示电磁阀运行次数，确保疲劳试验设备模拟发动机完成试验。
采用本发明的技术方案，能得到以下的有益效果：
本发明所述的凸轮轴电磁阀疲劳试验设备及试验方法，不再需要搭建发动机工作台架以带动发动机工作，而是通过相应设备带动凸轮轴转动，就能够实现凸轮轴和凸轮轴电磁阀模拟发动机有效进行工作，从而实现凸轮轴电磁阀疲劳试验，有效降低成本投入。在进行凸轮轴电磁阀疲劳试验时的试验步骤为：启动凸轮轴电磁阀疲劳试验设备,凸轮轴电磁阀疲劳试验设备上电,驱动杆位置传感器将电磁阀的驱动杆状态信号反馈给控制部件，控制部件控制驱动电机转动，凸轮轴自身转动将电磁阀的驱动杆顶回复位；凸轮轴零点位置传感器将凸轮轴位置信号反馈给凸轮轴零点位置反馈模块，凸轮轴零点位置反馈模块再反馈信号给控制部件，由控制部件作出判断；如果凸轮轴的零点位置未对准凸轮轴零点位置传感器，控制部件发送信号给驱动电机，控制驱动电机转动，直到凸轮轴的零点位置对准凸轮轴零点位置传感器为止；操作人机交互面板控制电磁阀的驱动杆A和驱动杆B往复伸出，进行凸轮轴电磁阀疲劳试验。本发明所述的试验设备，能够实现发动机凸轮轴的安装和驱动，从而在试验过程中带动发动机凸轮轴转动，以模拟发动机工作；通过驱动电机给凸轮轴提供动力，通过调速控制，可以使凸轮轴在不同的速度下转动；凸轮轴电磁阀位置安装在阀座上，阀座可以实现上下左右调节，使得电磁阀和凸轮轴的空间位置与实际安装在发动机上的位置一致，并且可以通过调节满足不同型号电磁阀的疲劳试验，降低成本投入。在进行试验过程中，电磁阀通电弹出驱动杆，驱动杆插入凸轮轴轨迹槽，由于凸轮轴是转动的这样驱动杆就推动凸轮轴轴套轴向移动。凸轮轴轴套移动完毕后，电磁阀驱动杆在凸轮旋转作用下会被顶回。试验过程中，驱动杆位置传感器检测电磁阀的驱动杆杆的运动情况，由凸轮轴零点位置传感器检测凸轮轴是否在原点，由编码器检测凸轮轴转过的角度，整个试验的电气系统由PLC(控制部件)控制且有人机交互面板操作试验并设定参数，包括阀座的调节位置参数、电机转速设置。本发明所述的试验设备及试验方法，在进行凸轮轴电磁阀疲劳试验时不需要发动机配合，能够通过控制凸轮轴转动模拟发动机工作，实现方便可靠完成凸轮轴电磁阀疲劳试验，不再需要搭建成本高昂的发动机台架，同时也省去发动机内凸轮轴需要润滑冷却的辅助系统，降低试验成本。
附图说明
下面对本说明书各附图所表达的内容及图中的标记作出简要的说明：
图1为本发明所述的凸轮轴电磁阀疲劳试验设备的结构示意图；
附图标记为：1、设备底座；2、轴承座Ⅰ；3、轴承座Ⅱ；4、阀座；5、驱动电机；6、凸轮轴；7、电磁阀；8、凸轮轴零点位置传感器；9、凸轮轴零点位置反馈模块；10、编码器；11、调节部件；12、驱动杆位置传感器；13、人机交互面板；14、凸轮轴角度控制模块；15、阀座位置调节模块；16、联轴器；17、电机控制模块。
具体实施方式
下面对照附图，通过对实施例的描述，对本发明的具体实施方式如所涉及的各构件的形状、构造、各部分之间的相互位置及连接关系、各部分的作用及工作原理等作进一步的详细说明：
如附图1所示，本发明为一种凸轮轴电磁阀疲劳试验设备，所述的凸轮轴电磁阀疲劳试验设备包括设备底座1，设备底座1上设置轴承座Ⅰ2、轴承座Ⅱ3、阀座4、驱动电机5，凸轮轴6一端设置为能够活动安装在轴承座Ⅰ2上的结构，所述的凸轮轴6另一端设置为能够活动安装在轴承座Ⅱ3上的结构，阀座4上设置为能够安装电磁阀7的结构，凸轮轴6一端与驱动电机5的驱动轴连接，轴承座Ⅰ2上设置凸轮轴零点位置传感器8，凸轮轴零点位置传感器8与凸轮轴零点位置反馈模块9连接，凸轮轴零点位置反馈模块9与编码器10连接，阀座4上还设置能够感应电磁阀7的驱动杆位置的驱动杆位置传感器12。上述结构，不再需要搭建发动机工作台架以带动发动机工作，而是通过相应设备带动凸轮轴转动，就能够实现凸轮轴和凸轮轴电磁阀模拟发动机有效进行工作，从而实现凸轮轴电磁阀疲劳试验，有效降低成本投入。在进行凸轮轴电磁阀疲劳试验时的试验步骤为：启动凸轮轴电磁阀疲劳试验设备,凸轮轴电磁阀疲劳试验设备上电,驱动杆位置传感器12将电磁阀7的驱动杆状态信号反馈给控制部件，控制部件控制驱动电机5转动，凸轮轴6自身转动将电磁阀7的驱动杆顶回复位；凸轮轴零点位置传感器8将凸轮轴位置信号反馈给凸轮轴零点位置反馈模块9，凸轮轴零点位置反馈模块9再反馈信号给控制部件，由控制部件作出判断；如果凸轮轴的零点位置未对准凸轮轴零点位置传感器8，控制部件发送信号给驱动电机5，控制驱动电机5转动，直到凸轮轴的零点位置对准凸轮轴零点位置传感器8为止；操作人机交互面板13控制电磁阀7的驱动杆A和驱动杆B往复伸出，进行凸轮轴电磁阀疲劳试验。本发明所述的试验设备及试验方法，成本低，性能可靠，在进行凸轮轴电磁阀疲劳试验时不需要发动机配合，能够通过控制凸轮轴转动模拟发动机工作，从而实现方便可靠完成凸轮轴电磁阀疲劳试验，不再需要搭建成本高昂的发动机台架，同时也省去发动机内凸轮轴需要润滑冷却的辅助系统，降低试验成本。
所述的凸轮轴电磁阀疲劳试验设备的驱动电机5包括电机控制模块，驱动电机5的电机控制模块17、凸轮轴零点位置反馈模块9、电磁阀7、驱动杆位置传感器12分别与控制部件连接。所述的阀座4和设备底座1之间设置调节部件11，调节部件11设置为能够带动阀座4水平移动的结构，所述的调节部件11设置为能够带动阀座4垂直升降的结构，调节部件与阀座位置调节模块连接，阀座位置调节模块与控制部件连接。调节部件的结构形式有多种，可以采用现有技术中的技术，只要能够实现阀座的上下左右位置调节的结构即可采用。本发明所述的试验设备及试验方法，能够实现发动机凸轮轴的安装和驱动，从而在试验过程中带动发动机凸轮轴转动，以模拟发动机工作；通过驱动电机给凸轮轴提供动力，通过调速控制，可以使凸轮轴在不同的速度下转动；凸轮轴电磁阀位置安装在阀座上，阀座可以实现上下左右调节，使得电磁阀和凸轮轴的空间位置与实际安装在发动机上的位置一致，并且可以通过调节满足不同型号电磁阀的疲劳试验，降低成本投入。进行试验过程中，电磁阀通电弹出驱动杆，驱动杆插入凸轮轴轨迹槽，由于凸轮轴是转动的这样驱动杆就推动凸轮轴轴套轴向移动。凸轮轴轴套移动完毕后，电磁阀驱动杆在凸轮旋转作用下会被顶回。试验过程中，驱动杆位置传感器检测电磁阀的驱动杆杆的运动情况，由凸轮轴零点位置传感器检测凸轮轴是否在原点，由编码器检测凸轮轴转过的角度，整个试验的电气系统由PLC(控制部件)控制且有人机交互面板操作试验并设定参数，包括阀座的调节位置参数、电机转速设置，实现各部件的协同工作。
所述的控制部件控制驱动电机5转动时，驱动电机5设置为能够带动凸轮轴6转动的结构；控制部件控制电磁阀7的驱动杆伸出时，驱动杆设置为能够插入到凸轮轴6上的凸轮轴轨迹槽内的结构，驱动杆插入到凸轮轴轨迹槽内时，驱动杆设置为能够带动凸轮轴6发生轴向移动的结构，所述的驱动杆带动凸轮轴6轴向移动完成后，驱动杆设置为能够被凸轮顶回原位的结构。上述结构，方便可靠实现操作。
所述的凸轮轴电磁阀疲劳试验设备还包括人机交互面板13，人机交互面板13与控制部件连接，人机交互面板13设置为能够操作试验设备以及能够对试验设备各部件进行参数设定的结构。人机交互面板13的设置，便于各种参数的设定和相关信息的输入，以便于操作。
本发明还涉及一种步骤简单，在进行凸轮轴电磁阀疲劳试验时不需要发动机配合，能够通过控制凸轮轴转动模拟发动机工作，从而实现方便可靠完成凸轮轴电磁阀疲劳试验，不再需要搭建成本高昂的发动机台架，同时也省去发动机内凸轮轴需要润滑冷却的辅助系统，降低试验成本的凸轮轴电磁阀疲劳试验方法。
所述的凸轮轴电磁阀疲劳试验方法的试验步骤为：1)启动凸轮轴电磁阀疲劳试验设备,凸轮轴电磁阀疲劳试验设备上电,驱动杆位置传感器12将电磁阀7的驱动杆状态信号反馈给控制部件，控制部件控制驱动电机5转动，凸轮轴6自身转动将电磁阀7的驱动杆顶回复位；2)凸轮轴零点位置传感器8将凸轮轴位置信号反馈给凸轮轴零点位置反馈模块9，凸轮轴零点位置反馈模块9再反馈信号给控制部件，由控制部件作出判断；3)如果凸轮轴的零点位置未对准凸轮轴零点位置传感器8，控制部件发送信号给驱动电机5，控制驱动电机5转动，直到凸轮轴的零点位置对准凸轮轴零点位置传感器8为止；4)操作人机交互面板13控制电磁阀7的驱动杆A和驱动杆B往复伸出，进行凸轮轴电磁阀疲劳试验。
操作人员操作人机交互面板13控制电磁阀7的驱动杆A和驱动杆B往复伸出时，操作人员通过操作人机交互面板13控制凸轮轴6转动同时，控制部件给电磁阀7通电，控制电磁阀7的驱动杆A伸出，当驱动电机5带动凸轮轴6转过360度后，编码器10会给凸轮轴角度控制模块14发送脉冲信号，再传递给控制部件，控制部件再给电机控制模块14反馈信号，控制驱动电机5继续旋转180度，控制部件得到由凸轮轴角度控制模块14的反馈信号，控制部件再给电磁阀7通电，控制电磁阀7的驱动杆B伸出，如此控制驱动杆A和驱动杆B往复伸出。操作人员操作人机交互面板13控制电磁阀7的驱动杆A和驱动杆B往复伸出时，驱动杆位置传感器12将试验中的驱动杆的伸缩状态信号反馈给控制部件，控制部件通过人机交互面板13显示电磁阀7运行次数，确保疲劳试验设备模拟发动机完成试验。
上面结合附图对本发明进行了示例性的描述，显然本发明具体的实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其他场合的，均在本发明的保护范围内。

Claims (7)

1.一种凸轮轴电磁阀疲劳试验设备，其特征在于：所述的凸轮轴电磁阀疲劳试验设备包括设备底座(1)，设备底座(1)上设置轴承座Ⅰ(2)、轴承座Ⅱ(3)、阀座(4)、驱动电机(5)，凸轮轴(6)一端设置为能够活动安装在轴承座Ⅰ(2)上的结构，所述的凸轮轴(6)另一端设置为能够活动安装在轴承座Ⅱ(3)上的结构，阀座(4)上设置为能够安装电磁阀(7)的结构，凸轮轴(6)一端与驱动电机(5)的驱动轴连接，轴承座Ⅰ(2)上设置凸轮轴零点位置传感器(8)，凸轮轴零点位置传感器(8)与凸轮轴零点位置反馈模块(9)连接，凸轮轴零点位置反馈模块(9)与编码器(10)连接，阀座(4)上还设置能够感应电磁阀(7)的驱动杆位置的驱动杆位置传感器(12)；
控制部件控制驱动电机(5)转动时，驱动电机(5)设置为能够带动凸轮轴(6)转动的结构；控制部件控制电磁阀(7)的驱动杆伸出时，驱动杆设置为能够插入到凸轮轴(6)上的凸轮轴轨迹槽内的结构，驱动杆插入到凸轮轴轨迹槽内时，驱动杆设置为能够带动凸轮轴(6)发生轴向移动的结构，所述的驱动杆带动凸轮轴(6)轴向移动完成后，驱动杆设置为能够被凸轮顶回原位的结构。
2.根据权利要求1所述的凸轮轴电磁阀疲劳试验设备，其特征在于：所述的凸轮轴电磁阀疲劳试验设备的驱动电机(5)包括电机控制模块，驱动电机(5)的电机控制模块、凸轮轴零点位置反馈模块(9)、电磁阀(7)、驱动杆位置传感器(12)分别与控制部件连接。
3.根据权利要求1或2所述的凸轮轴电磁阀疲劳试验设备，其特征在于：所述的阀座(4)和设备底座(1)之间设置调节部件(11)，调节部件(11)设置为能够带动阀座(4)水平移动的结构，所述的调节部件(11)设置为能够带动阀座(4)垂直升降的结构。
4.根据权利要求1或2所述的凸轮轴电磁阀疲劳试验设备，其特征在于：所述的凸轮轴电磁阀疲劳试验设备还包括人机交互面板(13)，人机交互面板(13)与控制部件连接，人机交互面板(13)设置为能够操作试验设备以及能够对试验设备各部件进行参数设定的结构。
5.一种凸轮轴电磁阀疲劳试验方法，其特征在于：所述的凸轮轴电磁阀疲劳试验方法的试验步骤为：1)启动凸轮轴电磁阀疲劳试验设备,凸轮轴电磁阀疲劳试验设备上电,驱动杆位置传感器(12)将电磁阀(7)的驱动杆状态信号反馈给控制部件，控制部件控制驱动电机(5)转动，凸轮轴(6)自身转动将电磁阀(7)的驱动杆顶回复位；2)凸轮轴零点位置传感器(8)将凸轮轴位置信号反馈给凸轮轴零点位置反馈模块(9)，凸轮轴零点位置反馈模块(9)再反馈信号给控制部件，由控制部件作出判断；3)如果凸轮轴的零点位置未对准凸轮轴零点位置传感器(8)，控制部件发送信号给驱动电机(5)，控制驱动电机(5)转动，直到凸轮轴的零点位置对准凸轮轴零点位置传感器(8)为止；4)操作人机交互面板(13)控制电磁阀(7)的驱动杆A和驱动杆B往复伸出，进行凸轮轴电磁阀疲劳试验。
6.根据权利要求5所述的凸轮轴电磁阀疲劳试验方法，其特征在于：操作人员操作人机交互面板(13)控制电磁阀(7)的驱动杆A和驱动杆B往复伸出时，操作人员通过操作人机交互面板(13)控制凸轮轴(6)转动同时，控制部件给电磁阀(7)通电，控制电磁阀(7)的驱动杆A伸出，当驱动电机(5)带动凸轮轴(6)转过360度后，编码器(10)会给凸轮轴角度控制模块(14)发送脉冲信号，再传递给控制部件，控制部件再给电机控制模块(14)反馈信号，控制驱动电机(5)继续旋转180度，控制部件得到由凸轮轴角度控制模块(14)的反馈信号，控制部件再给电磁阀(7)通电，控制电磁阀(7)的驱动杆B伸出，如此控制驱动杆A和驱动杆B往复伸出。
7.根据权利要求5或6所述的凸轮轴电磁阀疲劳试验方法，其特征在于：操作人员操作人机交互面板(13)控制电磁阀(7)的驱动杆A和驱动杆B往复伸出时，驱动杆位置传感器(12)将试验中的驱动杆的伸缩状态信号反馈给控制部件，控制部件通过人机交互面板(13)显示电磁阀(7)运行次数，确保疲劳试验设备模拟发动机完成试验。
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