CN109374304B - 涡轮增压器放气阀门组件可靠性检测装置及检测方法 - Google Patents
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Abstract
涡轮增压器放气阀门组件可靠性检测装置及检测方法，检测装置中，四块导轨、第二放气阀门组件安装座底板及加热线圈安装在工作台板上，温度传感器安装在第一放气阀门组件安装座上，数字计数器安装在第二放气阀门组件安装座底板上，四块滑块分别安装在四块导轨导轨上，带凸轮的步进电机安装在第一滑块上，第一放气阀门组件安装座安装第二滑块上，第一放气阀门组件拉力调节装置安装在第三滑块上，第二放气阀门组件安装座安装在第二放气阀门组件安装座底板上，滑动轴承座安装在第四滑块上，第二放气阀门组件联动装置安装在滑动轴承座的轴承孔内。通过检测装置检测涡轮增压器涡轮箱放气阀门组件的可靠性。
Description
技术领域
本发明涉及涡轮增压器技术领域，特别是一种对涡轮增压器涡轮箱上放气阀门组件的可靠性进行检测的装置及检测方法。
背景技术
涡轮增压器已广泛应用于商用车、乘用车、工程机械和风机等领域。涡轮增压技术不仅节能减排，而且是高原地区恢复发动机功率的重要途径。提高涡轮增压器的效率可以有效提升发动机的节油能力，使发动机获得更强的动力。涡轮增压器的效率主要由涡轮机效率、压气机效率和机械效率三部分组成。在当前，提升涡轮机效率，已经成为提升涡轮增压器效率的主要途径，因此如何提高涡轮机效率，也是当下急需解决的一个问题。
涡轮机效率与涡轮箱密封性密切相关，而涡轮箱上放气阀门组件工作是否正常是影响涡轮箱密封性的关键，放气阀门组件长期处在高温高压的工作环境下，工作条件极其恶劣，如果其可靠性不过关，就会产生各种原因的失效，造成涡轮机效率的下降。常规的涡轮增压器试验，由于要保持涡轮增压器的转速，放气阀门组件是处于关闭状态的，因此不能检测放气阀门组件的可靠性。
目前还没有专门对放气阀门组件的可靠性进行检验的标准和检测手段，而如果在进行普通的涡轮增压器考核试验时，模拟放气阀门组件在发动机上的工作状态，需要频繁开启关闭放气阀门组件，这样会造成涡轮增压器的转速不稳定，从而大大增加考核试验的难度。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术的上述不足而提供一种对涡轮增压器涡轮箱上放气阀门组件的可靠性进行检测的装置及检测方法。
本发明的技术方案是：涡轮增压器放气阀门组件可靠性检测装置，包括步进电机、第一滑块、第一导轨、凸轮、第二导轨、第二滑块、温度传感器、第一放气阀门组件安装座、第一放气阀门组件拉力调节装置、第三导轨、第三滑块、加热装置、第二放气阀门组件安装座底板、第二放气阀门组件安装座、数字计数器、第二放气阀门组件联动装置、滑动轴承座、第四滑块、第四导轨、回位弹簧及工作台板。
所述的第一放气阀门组件安装座包括支撑座、压块、O型钢套及轴套。
支撑座上设有V型槽，V型槽的两端分别设有与压块连接的螺纹孔及与第二滑块连接的腰形孔。
压块上设有V型槽，V型槽的两端分别设有与支撑座连接的螺杆孔。
压块通过螺杆固定在支撑座上，O型钢套安装在V型槽内，通过压块压紧，轴套安装在O型钢套的中心孔内。
所述的第二放气阀门组件安装座的结构与第一放气阀门组件安装座的结构一样。
所述的第一放气阀门组件拉力调节装置包括套管、连接杆、拉力传感器、拉力弹簧及弹簧固定座，连接杆的一端与套管连接，另一端与拉力传感器连接，拉力弹簧的一端与拉力传感器的另一端连接，另一端与弹簧固定座连接。
所述的第二放气阀门组件联动装置包括推杆、套管及从动轮，从动轮通过销钉安装在推杆的一端，推杆的另一端与套管连接，推杆上设有弹簧挡圈。
第一导轨、第二导轨、第三导轨、第四导轨及第二放气阀门组件安装座底板分别通过螺杆安装在工作台板上。
第一滑块安装在第一导轨上，步进电机安装在第一滑块上，凸轮安装在步进电机的传动轴上。
第二滑块安装在第二导轨上，第一放气阀门组件安装座通过螺杆安装第二滑块上。
第三滑块安装在第三导轨上，弹簧固定座安装在第三滑块上。
第二放气阀门组件安装座安装在第二放气阀门组件安装座底板上。
第四滑块安装第四导轨上，滑动轴承座安装在第四滑块上，第二放气阀门组件联动装置安装在滑动轴承座的轴承孔内，回位弹簧安装第二放气阀门组件联动装置的推杆上，回位弹簧的一端顶在滑动轴承座上，另一端顶在弹簧挡圈上，在回位弹簧的弹簧力作用下，从动轮顶在步进电机传动轴的凸轮上，当凸轮旋转时，带动第二放气阀门组件联动装置往复运动。
加热装置通过螺杆安装在工作台板上，加热装置上的加热线圈处在第一放气阀门组件安装座及第二放气阀门组件安装座之间，温度传感器安装在第一放气阀门组件安装座上，用来测试加热线圈的加热温度，数字计数器安装在第二放气阀门组件安装座底板上，数字计数器的测量头顶在第二放气阀门组件联动装置上的套管顶端，用来记录第二放气阀门组件联动装置往复运动的次数。
采用上述检测装置对放气阀门组件的可靠性进行测试的方法如下：
A、将待测的第一放气阀门组件安装在第一放气阀门组件安装座上的轴套内，将待测的第二放气阀门组件安装在第二放气阀门组件安装座上的轴套内，第一放气阀门组件上的连接杆与第二放气阀门组件上的连接杆通过阀盖连接为一体；
将第一放气阀门组件拉力调节装置上的套管套在第一放气阀门组件的摇臂上，通过安装在第三导轨上的第三滑块和拉力传感器调节拉力弹簧的弹簧拉力至所需值，拉力传感器用来控制拉力弹簧施加给第一放气阀门组件的摇臂作用力；
将第二放气阀门组件联动装置上的套管套在第二放气阀门组件的摇臂上；
调节步进电机的转速，控制第二放气阀门组件摇臂的工作频率，并同时控制第一放气阀门组件摇臂的工作频率；
通过更换不同的凸轮，调节第二放气阀门组件摇臂的工作行程，并同时控制控制第一放气阀门组件摇臂的工作行程；
点动加热装置上的控制按钮，将加热线圈预热到所需要的测试温度，对放气阀门组件的阀盖及连接杆进行加热，模拟放气阀门组件工作的高温状态，测试温度通过温度传感器测定；
B、当放气阀门组件的摇臂拉力、工作频率、工作行程、工作温度都达到测试要求后，启动步进电机开始测试；此时，凸轮旋转，带动第二放气阀门组件联动装置往复运动，并通过第二放气阀门组件联动装置上的套管带动第二放气阀门组件的摇臂产生一定的角度变化，摇臂带动第二放气阀门组件的连接轴旋转，同时与第二放气阀门组件连接的第一阀门组件的摇臂也产生一定的角度变化，带动第一阀门组件的连接轴旋转，拉力弹簧拉伸一定位移；
当凸轮从最低点转到最高点时，阀门组件上的连接轴向一个方向旋转，当凸轮从最高点转到最低点时，阀门组件上的连接轴则相反方向旋转，如此形成两组放气阀门组件以一定的角度往复循环运动，以此来模拟放气阀门以一定的角度频繁开合运动的工况；
拉力传感器、温度传感器、数字计数器完成数据的监测和采集，然后通过与显示单元连接实现对数据的采集处理和显示。
C、当放气阀门组件的工作次数达到设定值，自动停止试验；当放气阀门组件的工作次数没有达到设定值时出现失效，则显示单元红色报警灯将频闪提示。
本发明与现有技术相比具有如下特点：
本发明提供的检测装置，能够直接模拟放气阀门组件的工作状况，通过加速试验，加快了试验过程，并能够准确检测涡轮增压器涡轮箱放气阀门组件的可靠性，为放气阀门组件的技术验收提供了测试手段和评价标准。
以下结合附图和具体实施方式对本发明的详细结构作进一步描述。
附图说明
附图1为本发明的结构示意图；
附图2为放气阀门组件的安装示意图；
附图3为附图2的A-A剖视图；
附图4为压块的结构示意图；
附图5为附图4的B-B剖视图；
附图6为支撑座的结构示意图；
附图7为附图6的C-C剖视图；
附图8为第二放气阀门组件联动装置17的结构示意图；
附图9为第一放气阀门组件拉力调节装置的结构示意图。
具体实施方式
涡轮增压器放气阀门组件可靠性检测装置，包括步进电机1、第一滑块2、第一导轨3、凸轮4、第二导轨5、第二滑块6、温度传感器7、第一放气阀门组件安装座8、第一放气阀门组件拉力调节装置9、第三导轨10、第三滑块11、加热装置12、第二放气阀门组件安装座底板14、第二放气阀门组件安装座15、数字计数器16、第二放气阀门组件联动装置17、滑动轴承座18、第四滑块19、第四导轨20、回位弹簧21及工作台板22。
所述的第一放气阀门组件安装座8包括支撑座8-1、压块8-2、O型钢套8-3及轴套8-4。
支撑座8-1上设有V型槽8-1-1，V型槽8-1-1的两端分别设有与压块8-2连接的螺纹孔8-1-2及与第二滑块6连接的腰形孔8-1-3。
压块8-2上设有V型槽8-2-1，V型槽8-2-1的两端分别设有与支撑座8-1连接的螺杆孔8-2-2。
压块8-2通过螺杆固定在支撑座8-1上，O型钢套8-3安装在V型槽内，通过压块8-2压紧，轴套8-4安装在O型钢套8-3的中心孔内。
所述的第二放气阀门组件安装座15的结构与第一放气阀门组件安装座8的结构一样。
所述的第一放气阀门组件拉力调节装置9包括套管9-1、连接杆9-2、拉力传感器9-3、拉力弹簧9-4及弹簧固定座9-5，连接杆9-2的一端与套管9-1连接，另一端与拉力传感器9-3连接，拉力弹簧9-4的一端与拉力传感器9-3的另一端连接，另一端与弹簧固定座9-5连接。
所述的第二放气阀门组件联动装置17包括推杆17-2、套管17-3及从动轮17-1，从动轮17-1通过销钉安装在推杆17-2的一端，推杆17-2的另一端与套管17-3连接，推杆17-2上设有弹簧挡圈17-4。
第一导轨3、第二导轨5、第三导轨10、第四导轨20及第二放气阀门组件安装座底板14分别通过螺杆安装在工作台板22上。
第一滑块2安装在第一导轨3上，步进电机1安装在第一滑块2上，凸轮4安装在步进电机1的传动轴上。
第二滑块6安装在第二导轨5上，第一放气阀门组件安装座8通过螺杆安装第二滑块6上。
第三滑块11安装在第三导轨10上，弹簧固定座9-5安装在第三滑块11上。
第二放气阀门组件安装座15安装在第二放气阀门组件安装座底板14上。
第四滑块19安装第四导轨20上，滑动轴承座18安装在第四滑块19上，第二放气阀门组件联动装置17安装在滑动轴承座18的轴承孔内，回位弹簧21安装第二放气阀门组件联动装置17的推杆17-2上，回位弹簧21的一端顶在滑动轴承座18上，另一端顶在弹簧挡圈17-4上，在回位弹簧21的弹簧力作用下，从动轮17-1顶在步进电机1传动轴的凸轮4上，当凸轮4旋转时，带动第二放气阀门组件联动装置17往复运动。
加热装置12通过螺杆安装在工作台板22上，加热装置12上的加热线圈12-1处在第一放气阀门组件安装座8及第二放气阀门组件安装座15之间，温度传感器7安装在第一放气阀门组件安装座8上，用来测试加热线圈12-1的加热温度，数字计数器16安装在第二放气阀门组件安装座底板14上，数字计数器16的测量头顶在第二放气阀门组件联动装置17上的套管17-3顶端，用来记录第二放气阀门组件联动装置17往复运动的次数。
采用上述检测装置对放气阀门组件的可靠性进行测试的方法如下：
A、将待测的第一放气阀门组件24安装在第一放气阀门组件安装座8上的轴套8-4内，将待测的第二放气阀门组件23安装在第二放气阀门组件安装座15上的轴套15-4内，第一放气阀门组件24上的连接杆与第二放气阀门组件23上的连接杆通过阀盖13连接为一体；
将第一放气阀门组件拉力调节装置9上的套管9-1套在第一放气阀门组件24的摇臂上，通过安装在第三导轨10上的第三滑块11和拉力传感器9-3调节拉力弹簧9-4的弹簧拉力至所需值，拉力传感器9-3用来控制拉力弹簧9-4施加给第一放气阀门组件24的摇臂作用力；
将第二放气阀门组件联动装置17上的套管17-3套在第二放气阀门组件23的摇臂上；
调节步进电机1的转速，控制第二放气阀门组件23摇臂的工作频率，并同时控制第一放气阀门组件24摇臂的工作频率；
通过更换不同的凸轮4，调节第二放气阀门组件23摇臂的工作行程，并同时控制控制第一放气阀门组件24摇臂的工作行程；
点动加热装置12控制按钮，将加热线圈12-1预热到所需要的测试温度，对放气阀门组件的阀盖13及连接杆进行加热，模拟放气阀门组件工作的高温状态，测试温度通过温度传感器7测定；
B、当放气阀门组件的摇臂拉力、工作频率、工作行程、工作温度都达到测试要求后，启动步进电机1开始测试；此时，凸轮4旋转，带动第二放气阀门组件联动装置17往复运动，并通过第二放气阀门组件联动装置17上的套管17-3带动第二放气阀门组件23的摇臂产生一定的角度变化，摇臂带动第二放气阀门组件23的连接轴旋转，同时与第二放气阀门组件23连接的第一阀门组件24的摇臂也产生一定的角度变化，带动第一阀门组件24的连接轴旋转，拉力弹簧9-4拉伸一定位移；
当凸轮4从最低点转到最高点时，阀门组件上的连接轴向一个方向旋转，当凸轮4从最高点转到最低点时，阀门组件上的连接轴则相反方向旋转，如此形成两组放气阀门组件以一定的角度往复循环运动，以此来模拟放气阀门以一定的角度频繁开合运动的工况；
拉力传感器9-3、温度传感器7、数字计数器16完成数据的监测和采集，然后通过与显示单元连接实现对数据的采集处理和显示。
C、当放气阀门组件的工作次数达到设定值，自动停止试验；当放气阀门组件的工作次数没有达到设定值时出现失效，则显示单元红色报警灯将频闪提示。
Claims (2)
1.涡轮增压器放气阀门组件可靠性检测装置，其特征是：包括步进电机、第一滑块、第一导轨、凸轮、第二导轨、第二滑块、温度传感器、第一放气阀门组件安装座、第一放气阀门组件拉力调节装置、第三导轨、第三滑块、加热装置、第二放气阀门组件安装座底板、第二放气阀门组件安装座、数字计数器、第二放气阀门组件联动装置、滑动轴承座、第四滑块、第四导轨、回位弹簧及工作台板；
所述的第一放气阀门组件安装座包括支撑座、压块、O型钢套及轴套；
支撑座上设有V型槽，V型槽的两端分别设有与压块连接的螺纹孔及与第二滑块连接的腰形孔；
压块上设有V型槽，V型槽的两端分别设有与支撑座连接的螺杆孔；
压块通过螺杆固定在支撑座上，O型钢套安装在V型槽内，通过压块压紧，轴套安装在O型钢套的中心孔内；
所述的第二放气阀门组件安装座的结构与第一放气阀门组件安装座的结构一样；
所述的第一放气阀门组件拉力调节装置包括套管、连接杆、拉力传感器、拉力弹簧及弹簧固定座，连接杆的一端与套管连接，另一端与拉力传感器连接，拉力弹簧的一端与拉力传感器的另一端连接，另一端与弹簧固定座连接；
所述的第二放气阀门组件联动装置包括推杆、套管及从动轮，从动轮通过销钉安装在推杆的一端，推杆的另一端与套管连接，推杆上设有弹簧挡圈；
第一导轨、第二导轨、第三导轨、第四导轨及第二放气阀门组件安装座底板分别通过螺杆安装在工作台板上；
第一滑块安装在第一导轨上，步进电机安装在第一滑块上，凸轮安装在步进电机的传动轴上；
第二滑块安装在第二导轨上，第一放气阀门组件安装座通过螺杆安装第二滑块上；
第三滑块安装在第三导轨上，弹簧固定座安装在第三滑块上；
第二放气阀门组件安装座安装在第二放气阀门组件安装座底板上；
第四滑块安装第四导轨上，滑动轴承座安装在第四滑块上，第二放气阀门组件联动装置安装在滑动轴承座的轴承孔内，回位弹簧安装第二放气阀门组件联动装置的推杆上，回位弹簧的一端顶在滑动轴承座上，另一端顶在弹簧挡圈上，在回位弹簧的弹簧力作用下，从动轮顶在步进电机传动轴的凸轮上，当凸轮旋转时，带动第二放气阀门组件联动装置往复运动；
加热装置通过螺杆安装在工作台板上，加热装置上的加热线圈处在第一放气阀门组件安装座及第二放气阀门组件安装座之间，温度传感器安装在第一放气阀门组件安装座上，用来测试加热线圈的加热温度，数字计数器安装在第二放气阀门组件安装座底板上，数字计数器的测量头顶在第二放气阀门组件联动装置上的套管顶端，用来记录第二放气阀门组件联动装置往复运动的次数。
2.采用如权利要求1所述的检测装置对放气阀门组件的可靠性进行测试的方法，其特征是：
A、将待测的第一放气阀门组件安装在第一放气阀门组件安装座上的轴套内，将待测的第二放气阀门组件安装在第二放气阀门组件安装座上的轴套内，第一放气阀门组件上的连接杆与第二放气阀门组件上的连接杆通过阀盖连接为一体；
将第一放气阀门组件拉力调节装置上的套管套在第一放气阀门组件的摇臂上，通过安装在第三导轨上的第三滑块和拉力传感器调节拉力弹簧的弹簧拉力至所需值，拉力传感器用来控制拉力弹簧施加给第一放气阀门组件的摇臂作用力；
将第二放气阀门组件联动装置上的套管套在第二放气阀门组件的摇臂上；
调节步进电机的转速，控制第二放气阀门组件摇臂的工作频率，并同时控制第一放气阀门组件摇臂的工作频率；
通过更换不同的凸轮，调节第二放气阀门组件摇臂的工作行程，并同时控制第一放气阀门组件摇臂的工作行程；
点动加热装置控制按钮，将加热线圈预热到所需要的测试温度，对放气阀门组件的阀盖及连接杆进行加热，模拟放气阀门组件工作的高温状态，测试温度通过温度传感器测定；
B、当放气阀门组件的摇臂拉力、工作频率、工作行程、工作温度都达到测试要求后，启动步进电机开始测试；此时，凸轮旋转，带动第二放气阀门组件联动装置往复运动，并通过第二放气阀门组件联动装置上的套管带动第二放气阀门组件的摇臂产生一定的角度变化，摇臂带动第二放气阀门组件的连接轴旋转，同时与第二放气阀门组件连接的第一阀门组件的摇臂也产生一定的角度变化，带动第一阀门组件的连接轴旋转，拉力弹簧拉伸一定位移；
当凸轮从最低点转到最高点时，阀门组件上的连接轴向一个方向旋转，当凸轮从最高点转到最低点时，阀门组件上的连接轴则相反方向旋转，如此形成两组放气阀门组件以一定的角度往复循环运动，以此来模拟放气阀门以一定的角度频繁开合运动的工况；
拉力传感器、温度传感器、数字计数器完成数据的监测和采集，然后通过与显示单元连接实现对数据的采集处理和显示；
C、当放气阀门组件的工作次数达到设定值，自动停止试验；当放气阀门组件的工作次数没有达到设定值时出现失效，则显示单元红色报警灯将频闪提示。
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| 增压器放气阀物理模型建模方法研究;郑广勇等;内燃机工程;第33卷(第05期);全文 * |
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