CN203719833U - 一种密封垫片性能评价装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种密封垫片性能评价装置，包括机架、上下对应设置的上密封板和下密封板，上密封板的上部设有载荷分布板，载荷分布板的底面固接有多个相同的且下伸的载荷体，载荷体的下端部抵在上密封板的顶面，载荷分布板上部设有载荷液压油缸，载荷液压油缸固接在机架顶端；下密封板固装在套筒上，其贯通孔与套筒同轴线设置，套筒上安装有加热板，套筒侧部设有进气口，套筒下部安装有压力调节液压油缸，压力调节液压油缸的活塞杆伸入套筒内，所述套筒与压力调节液压油缸的缸体上部密封连接；压力调节液压油缸的下部设有位移液压油缸，所述位移液压油缸安装在机架上；上密封板和下密封板的外部设有可收集两者之间泄漏气体的气体收集装置。

Description

一种密封垫片性能评价装置

技术领域

本实用新型涉及一种密封垫片性能评价装置。

背景技术

发动机的密封性能是衡量发动机质量和性能的重要依据。随着发动机技术的快速发展，以及动力性和燃油经济性要求的提高，密封技术正面临着更大的挑战。如果密封不好不仅会造成环境污染，能源浪费，还会影响车辆的动力性能和使用寿命。

在发动机中具有多种类的密封结构，其中最为关键的是发动机缸盖与缸体结合面之间的密封。缸盖缸体结合面安装气缸盖垫片，并利用缸盖螺栓进行预紧，从而起到防止燃烧气体、冷却水和润滑油发生泄漏的作用。由于发动机缸盖垫片处的工况非常复杂，同时伴随着发动机功率和马力水平的不断提高，因此对密封垫片材料的选择和使用越来越严格。

发动机缸体结合面的密封性能是缸体缸盖结合面的制造精度、缸垫的材料特性、制造工艺和缸垫所受的载荷等因素综合作用的结果。因此急需寻找科学的方法判断各种因素对结合面密封性能的影响。目前考核气缸盖垫片的密封性能试验，试验条件没有将缸垫工作状态如温度、压力的改变考虑进去，所得的试验结果不能准确反映垫片的实际性能。

而发动机在工作过程中，气缸盖垫片不但受到高温高压气体的反复冲击，而且气体的温度和压力还在不断的变化，因此静态的密封性能试验（如常温高压或高温高压密封试验）不能准确反映发动机缸垫在工作环境下的密封能力。此外，缸盖螺栓材料本身的特性及发动机振动还会导致气缸垫片上的载荷发生衰减。因此急需一种可模拟发动机实际运行状态的设备，该设备可以根据试验要求调节缸垫载荷大小、缸垫压力分布以及试验介质气体的温度和压力等相关参数。

发明内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种密封垫片性能评价装置。

为解决上述技术问题，本实用新型包括机架、上下对应设置的上密封板和下密封板，所述下密封板中部设有贯通孔，所述上密封板的上部设有载荷分布板，载荷分布板的底面固接有多个相同的且下伸的载荷体，载荷体的下端部抵在上密封板的顶面，载荷分布板上部设有其活塞杆作用于载荷分布板顶面的载荷液压油缸，所述载荷液压油缸固接在机架顶端；所述下密封板固装在套筒上，其贯通孔与套筒同轴线设置，套筒上安装有加热板，套筒侧部设有进气口，所述套筒下部安装有压力调节液压油缸，所述压力调节液压油缸的活塞杆伸入套筒内，所述套筒与压力调节液压油缸的缸体上部密封连接；所述压力调节液压油缸的下部设有位移液压油缸，所述位移液压油缸安装在机架上；所述上密封板和下密封板的外部设有可收集两者之间泄漏气体的气体收集装置。

所述套筒内安装有温度传感器和压力传感器。

其还包括控制器，温度传感器和压力传感器的信号输出端分别与控制器电连接，控制器分别与载荷液压油缸、压力调节液压油缸、位移液压油缸电连接。

所述加热板固接在套筒的外表面。

所述气体收集装置为套装在上密封板和下密封板外侧的密封罩，所述上密封板和下密封板的侧部分别环设有凹槽，凹槽内设有密封圈，密封罩的内表面与密封圈紧密贴合形成密封腔，所述密封罩对应密封腔设有出气口，出气口通过管路连接有泄漏率测量装置。

所述载荷体呈圆柱状，其在载荷分布板底面均匀环布。

所述压力调节液压油缸直接放置在位移液压油缸的正上方。

采用上述结构后，将待试验密封垫片放置在上密封板和下密封板之间，上密封板的下表面与密封垫片的上表面直接接触，密封垫片的下表面与下密封板的上表面直接接触，上密封板、下密封板和密封垫片配合实现密封，通过进气口向套筒内通入试验介质，然后根据试验要求，分别控制载荷液压油缸、位移液压油缸、压力调节液压油缸的升降及加热板的工作状态，实现对试验介质压力和温度的调节、对载荷大小和加载时间的控制，模拟发动机实际运行状态，对垫片的密封性能的考核更加准确，得到的试验结论更接近实际。

附图说明

下面结合附图及具体实施方式对本实用新型作进一步详细说明：

图1为本实用新型的结构示意图。

具体实施方式

如图1所示，密封垫片性能评价装置包括机架1，机架1包括上下相对设置的底板112和顶板111，底板112和顶板111之间由下向上依次设有位移液压油缸16、压力调节液压油缸15、套筒11、下密封板6、上密封板5、载荷分布板3和载荷液压油缸2。压力调节液压油缸15、位移液压油缸16均采用电动伺服液压油缸。其中载荷液压油缸2的底部固接在机架1的顶板111上，载荷液压油缸2的活塞杆作用于载荷分布板3顶面，载荷分布板3的底面固接有多个相同的且下伸的载荷体4，载荷体4的下端部抵在上密封板5的顶面，载荷体4呈圆柱状，其在载荷分布板3底面均匀环布，载荷分布板3和载荷体4实现对气缸盖螺栓载荷的变化和压力分布的模拟。通过改变载荷体4的数量和在载荷分布板3上的位置，可分析螺栓位置对密封垫片17的密封性能的影响。

上密封板5和下密封板6上下对应设置，上密封板5的下表面采用与缸盖底面相近的结构，下密封板6的上表面采用与机体上表面接近的结构，下密封板6的中部设有贯通孔，贯通孔内径略大于套筒11的外径，下密封板6套装并固接在套筒11上，其贯通孔与套筒11同轴线设置，套筒11的结构及尺寸与发动机气缸套相近，套筒11的外表面固接有加热板10，套筒11侧部设有进气口14，进气口14通过管道连通有压力介质罐，一般试验用的压力介质选用氮气、氦气等，套筒11侧部安装有可对套筒11内腔中的试验介质进行检测的温度传感器12和压力传感器13，套筒11下部安装有压力调节液压油缸15，压力调节液压油缸15的活塞杆伸入套筒11内，活塞杆的外径小于套筒11的内径，保证活塞杆上下运动对套筒11内试验介质加压时不与温度传感器12和压力传感器13发生干涉，套筒11与压力调节液压油缸15的缸体上部密封连接。压力调节液压油缸15的下部设有位移液压油缸16，本实施例中位移液压油缸16直接放置在机架1上，压力调节液压油缸15直接放置在位移液压油缸16的正上方，这样在满足试验要求的同时，可根据具体试验要求方便更换套筒11等相应装置，增加整个试验装置的灵活性。

上密封板5和下密封板6的外部设有可收集两者之间泄漏气体的气体收集装置。本实施例中气体收集装置为套装在上密封板5和下密封板6外侧的密封罩8，密封罩8上部和底部均敞口，上密封板5和下密封板6的侧部分别环设有凹槽，凹槽内设有密封圈7，密封罩8的内表面与密封圈7紧密贴合形成密封腔，密封罩8对应密封腔设有出气口9，出气口9通过管路连接有泄漏率测量装置。泄漏率测量装置对泄漏率测试采用标准排液法（ASTM F586），并将采集的信号传递至控制器，如果实测泄漏率超过规定的垫片泄漏率，控制器立即发出停止信号停止试验；如果实测泄漏率未超过规定的垫片泄漏率，试验继续直至完成。

为实现本实用新型的自动控制，本实用新型还设有控制器，控制器可直接使用电脑，温度传感器12和压力传感器13的信号输出端分别与控制器电连接，温度传感器12的信号会实时反馈给控制器，然后控制器根据试验要求发出控制信号控制加热板10，控制器分别与载荷液压油缸2、压力调节液压油缸15、位移液压油缸16的电连接。预先编制模拟工况的控制程序，实现对整体试验环境如密封垫片17压力、压力介质的压力和温度、泄漏率、试验时间等的控制。载荷液压油缸2将不同阶段的实际载荷信号向控制器进行反馈，实现对载荷大小和加载时间等的控制；控制器根据试验要求和套筒11实时压力，控制压力调节液压油缸15和位移液压油缸16。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并不用于限制本实用新型。前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。但凡在本实用新型的发明构思范围之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种密封垫片性能评价装置，其特征是包括机架（1）、上下对应设置的上密封板（5）和下密封板（6），所述下密封板（6）中部设有贯通孔，所述上密封板（5）的上部设有载荷分布板（3），载荷分布板（3）的底面固接有多个相同的且下伸的载荷体（4），载荷体（4）的下端部抵在上密封板（5）的顶面，载荷分布板（3）上部设有其活塞杆作用于载荷分布板（3）顶面的载荷液压油缸（2），所述载荷液压油缸（2）固接在机架（1）顶端；所述下密封板（6）固装在套筒（11）上，其贯通孔与套筒（11）同轴线设置，套筒（11）上安装有加热板（10），套筒（11）侧部设有进气口（14），所述套筒（11）下部安装有压力调节液压油缸（15），所述压力调节液压油缸（15）的活塞杆伸入套筒（11）内，所述套筒（11）与压力调节液压油缸（15）的缸体上部密封连接；所述压力调节液压油缸（15）的下部设有位移液压油缸（16），所述位移液压油缸（16）安装在机架（1）上；所述上密封板（5）和下密封板（6）的外部设有可收集两者之间泄漏气体的气体收集装置。

2.根据权利要求1所述的密封垫片性能评价装置，其特征是所述套筒（11）内安装有温度传感器（12）和压力传感器（13）。

3.根据权利要求2所述的密封垫片性能评价装置，其特征是其还包括控制器，温度传感器（12）和压力传感器（13）的信号输出端分别与控制器电连接，控制器分别与载荷液压油缸（2）、压力调节液压油缸（15）、位移液压油缸（16）电连接。

4.根据权利要求1所述的密封垫片性能评价装置，其特征是所述加热板（10）固接在套筒（11）的外表面。

5.根据权利要求1至4任一项所述的密封垫片性能评价装置，其特征是所述气体收集装置为套装在上密封板（5）和下密封板（6）外侧的密封罩（8），所述上密封板（5）和下密封板（6）的侧部分别环设有凹槽，凹槽内设有密封圈（7），密封罩（8）的内表面与密封圈（7）紧密贴合形成密封腔，所述密封罩（8）对应密封腔设有出气口（9），出气口（9）通过管路连接有泄漏率测量装置。

6.根据权利要求5所述的密封垫片性能评价装置，其特征是所述载荷体（4）呈圆柱状，其在载荷分布板（3）底面均匀环布。

7.根据权利要求6所述的密封垫片性能评价装置，其特征是所述压力调节液压油缸（15）直接放置在位移液压油缸（16）的正上方。