JPH095214A - 内燃機関シリンダブロックを流体静力学的に試験する装置 - Google Patents
内燃機関シリンダブロックを流体静力学的に試験する装置Info
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- JPH095214A JPH095214A JP8114498A JP11449896A JPH095214A JP H095214 A JPH095214 A JP H095214A JP 8114498 A JP8114498 A JP 8114498A JP 11449896 A JP11449896 A JP 11449896A JP H095214 A JPH095214 A JP H095214A
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- G01M15/08—Testing internal-combustion engines by monitoring pressure in cylinders
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- G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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- G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 内燃機関シリンダブロックに及ぼされる燃焼
気体荷重をシミュレートして、その構造的完全性を流体
静力学的により正確に決定する急速台上試験装置を提供
する。 【解決手段】 機関シリンダブロック１０が、圧力給源
と結合した油圧制御弁１６を作動する電子制御装置１４
を有する油圧系統と相互接続して、台上に組立てられ
る。油圧制御弁１６から各作動シリンダまで圧力導管１
８が延びる。機関作動時、作動シリンダに及ぼされる気
体圧力荷重の大きさと周波数とに近似する圧力と周波数
で、各油圧制御弁１６から少なくとも２つの機関シリン
ダ内へ圧力導管１８を通じて油圧流体が導入される。シ
リンダブロック１０から戻る流体は、小形アキュムレー
タ４２、流体リザーバ４４、フィルタ４６を通過して、
油圧ポンプ４８によって増圧された後、さらに小形アキ
ュムレータ５２、大形アキュムレータ５４を経て各油圧
制御弁１６に達する。
気体荷重をシミュレートして、その構造的完全性を流体
静力学的により正確に決定する急速台上試験装置を提供
する。 【解決手段】 機関シリンダブロック１０が、圧力給源
と結合した油圧制御弁１６を作動する電子制御装置１４
を有する油圧系統と相互接続して、台上に組立てられ
る。油圧制御弁１６から各作動シリンダまで圧力導管１
８が延びる。機関作動時、作動シリンダに及ぼされる気
体圧力荷重の大きさと周波数とに近似する圧力と周波数
で、各油圧制御弁１６から少なくとも２つの機関シリン
ダ内へ圧力導管１８を通じて油圧流体が導入される。シ
リンダブロック１０から戻る流体は、小形アキュムレー
タ４２、流体リザーバ４４、フィルタ４６を通過して、
油圧ポンプ４８によって増圧された後、さらに小形アキ
ュムレータ５２、大形アキュムレータ５４を経て各油圧
制御弁１６に達する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は内燃機関シリンダブ
ロックの構造的完全性を決定するための加速ないし急速
試験装置に係る。この試験はシリンダブロックに、そし
てもし望まれるならば、シリンダヘッドに及ぼされる燃
焼気体の力をシミュレートするため、機械的荷重に代え
て、流体圧力を使用する。
ロックの構造的完全性を決定するための加速ないし急速
試験装置に係る。この試験はシリンダブロックに、そし
てもし望まれるならば、シリンダヘッドに及ぼされる燃
焼気体の力をシミュレートするため、機械的荷重に代え
て、流体圧力を使用する。
【０００２】
【発明が解決しようとする課題】内燃機関構成部品の台
上試験は、ステッチャの米国特許３６９０１６２に開示
されるように、一般的には、ピストンとピストンリング
とが力学的励振装置によって激しい振動力にさらされる
機械的試験の形式を取った。また、機関が作動している
とき機関シリンダブロックに及ぼされる力を、きわめて
不正確ではあるがシミュレートすると考えられる方式で
機関シリンダブロックに荷重を及ぼすプレス状の装置に
よって加えられる機械的力にシリンダブロックをさらす
ことも知られている。コファード外の米国特許５０５４
３１４は、機関シリンダヘッドに流体圧力を及ぼすこと
によってシリンダヘッドを試験するため噴射ポンプを使
用する装置を開示している。残念なことに、特許５０５
４３１４の装置は機関シリンダブロックに関しては何ら
の修正も包含せず、また、それは機関に対する点火応力
の効果をより正確にシミュレートするように機関の複式
シリンダの急速試験を可能にするとは考えられない。流
体圧力試験によって機関の複数シリンダを試験すること
は既に知られているが、本発明におけるがごとく、試験
されるシリンダの最大数より少ない数のサーボ弁によっ
て複式シリンダが作動され、そして複式シリンダが単一
のサーボ弁によって油圧油を供給されるようにされた装
置を使用することはまだ知られていない。
上試験は、ステッチャの米国特許３６９０１６２に開示
されるように、一般的には、ピストンとピストンリング
とが力学的励振装置によって激しい振動力にさらされる
機械的試験の形式を取った。また、機関が作動している
とき機関シリンダブロックに及ぼされる力を、きわめて
不正確ではあるがシミュレートすると考えられる方式で
機関シリンダブロックに荷重を及ぼすプレス状の装置に
よって加えられる機械的力にシリンダブロックをさらす
ことも知られている。コファード外の米国特許５０５４
３１４は、機関シリンダヘッドに流体圧力を及ぼすこと
によってシリンダヘッドを試験するため噴射ポンプを使
用する装置を開示している。残念なことに、特許５０５
４３１４の装置は機関シリンダブロックに関しては何ら
の修正も包含せず、また、それは機関に対する点火応力
の効果をより正確にシミュレートするように機関の複式
シリンダの急速試験を可能にするとは考えられない。流
体圧力試験によって機関の複数シリンダを試験すること
は既に知られているが、本発明におけるがごとく、試験
されるシリンダの最大数より少ない数のサーボ弁によっ
て複式シリンダが作動され、そして複式シリンダが単一
のサーボ弁によって油圧油を供給されるようにされた装
置を使用することはまだ知られていない。
【０００３】
【課題を解決するための手段】本発明による装置は燃焼
気体によってシリンダブロック、そしてもし望まれるな
らばシリンダヘッド、に加えられる応力を厳密にシミュ
レートする方式で機関シリンダブロックの急速ライフサ
イクル試験を行うことを可能にする。本発明の一局面に
よれば、シリンダブロックは機関の点火順序に従って順
次に応力を加えられ、その結果、油圧流体によってシリ
ンダブロックに加えられる応力は、作動している機関内
で生じる応力をより厳密にシミュレートし得る。
気体によってシリンダブロック、そしてもし望まれるな
らばシリンダヘッド、に加えられる応力を厳密にシミュ
レートする方式で機関シリンダブロックの急速ライフサ
イクル試験を行うことを可能にする。本発明の一局面に
よれば、シリンダブロックは機関の点火順序に従って順
次に応力を加えられ、その結果、油圧流体によってシリ
ンダブロックに加えられる応力は、作動している機関内
で生じる応力をより厳密にシミュレートし得る。
【０００４】本発明のその他の利点は以下本明細書を検
討することによって明らかになるであろう。
討することによって明らかになるであろう。
【０００５】内燃機関が作動しているときシリンダブロ
ックに及ぼされる気体荷重をシミュレートすることによ
って内燃機関のシリンダブロックを流体静力学的に試験
する装置は、複数の作動シリンダを有する機関シリンダ
ブロックと、電子制御装置と、油圧給源と、該油圧給源
と作動的に結合された複数の油圧制御弁であってさらに
前記電気制御装置と結合されていて前記電気制御装置に
よって制御されるものと、機関が作動しているときその
作動シリンダに及ぼされる気体圧力荷重の大きさと周波
数とに近似する圧力と周波数とで前記油圧制御弁のおの
おのから少なくとも２つの機関シリンダ内に油圧流体が
導入されるように油圧制御弁から作動シリンダまで延び
ている複数の圧力導管とを有する。油圧流体は機関が作
動しているとき作動シリンダに及ぼされる圧力をシミュ
レートするため時間とともに変化させられる可変圧力で
作動シリンダに供給される。少なくとも２つの機関シリ
ンダが圧力導管のおのおのによって給圧され、各導管に
よって給圧される機関シリンダは、作動シリンダ内の油
圧によって機関ブロック内に発生される力が互いに相殺
されず、その結果、シリンダブロックの様々の領域が同
時に応力を生じさせられるように互いに離されて配置さ
れる。その結果として、本発明はシリンダブロック、そ
してもし望まれるならば、シリンダヘッド、を含む内燃
機関を在来試験装置による場合よりも著しく短い時間で
試験するのに使用され得る。前記電子制御装置は機関の
シリンダに加えられる圧力が機関の点火順序に従うよう
に作動シリンダに圧力下の油を供給することを油圧制御
弁に指令するのに使用され得る。もし望まれるならば、
本発明による試験装置は、複数の排出口を有し少なくと
も１つの排出口が機関の各作動シリンダのために用いら
れる単一の油圧制御弁を採用し得る。この油圧制御弁は
直列弁または回転弁であり得る。回転弁の場合は、該弁
は機関の点火頻度をシミュレートする速度で回転動力給
源によって駆動され、排出口は作動シリンダが機関の点
火順序と同じシーケンスで油圧荷重を受けさせられるよ
うに圧力導管と結合される。
ックに及ぼされる気体荷重をシミュレートすることによ
って内燃機関のシリンダブロックを流体静力学的に試験
する装置は、複数の作動シリンダを有する機関シリンダ
ブロックと、電子制御装置と、油圧給源と、該油圧給源
と作動的に結合された複数の油圧制御弁であってさらに
前記電気制御装置と結合されていて前記電気制御装置に
よって制御されるものと、機関が作動しているときその
作動シリンダに及ぼされる気体圧力荷重の大きさと周波
数とに近似する圧力と周波数とで前記油圧制御弁のおの
おのから少なくとも２つの機関シリンダ内に油圧流体が
導入されるように油圧制御弁から作動シリンダまで延び
ている複数の圧力導管とを有する。油圧流体は機関が作
動しているとき作動シリンダに及ぼされる圧力をシミュ
レートするため時間とともに変化させられる可変圧力で
作動シリンダに供給される。少なくとも２つの機関シリ
ンダが圧力導管のおのおのによって給圧され、各導管に
よって給圧される機関シリンダは、作動シリンダ内の油
圧によって機関ブロック内に発生される力が互いに相殺
されず、その結果、シリンダブロックの様々の領域が同
時に応力を生じさせられるように互いに離されて配置さ
れる。その結果として、本発明はシリンダブロック、そ
してもし望まれるならば、シリンダヘッド、を含む内燃
機関を在来試験装置による場合よりも著しく短い時間で
試験するのに使用され得る。前記電子制御装置は機関の
シリンダに加えられる圧力が機関の点火順序に従うよう
に作動シリンダに圧力下の油を供給することを油圧制御
弁に指令するのに使用され得る。もし望まれるならば、
本発明による試験装置は、複数の排出口を有し少なくと
も１つの排出口が機関の各作動シリンダのために用いら
れる単一の油圧制御弁を採用し得る。この油圧制御弁は
直列弁または回転弁であり得る。回転弁の場合は、該弁
は機関の点火頻度をシミュレートする速度で回転動力給
源によって駆動され、排出口は作動シリンダが機関の点
火順序と同じシーケンスで油圧荷重を受けさせられるよ
うに圧力導管と結合される。
【０００６】他の一実施例において、油圧制御弁は複数
の排出口を有する分配弁から成り、少なくとも１つの排
出口が機関の作動シリンダのおのおののために設けられ
る。
の排出口を有する分配弁から成り、少なくとも１つの排
出口が機関の作動シリンダのおのおののために設けられ
る。
【０００７】本発明による試験装置は、さらに、作動シ
リンダが液圧流体を注入されるにつれて作動シリンダ内
に生じる流体圧力を監視するための複数の圧力変換器で
あって、各変換器が制御装置と作動的に結合されてお
り、そして各変換器が測定中の特定シリンダ内の流体圧
力の大きさと関連する圧力信号を発生させ、前記制御装
置が作動シリンダが実質的に等しい流体圧力を受けさせ
られるように各圧力信号の値にもとづいて流体圧力給源
を働かせるようにされたものを有する。
リンダが液圧流体を注入されるにつれて作動シリンダ内
に生じる流体圧力を監視するための複数の圧力変換器で
あって、各変換器が制御装置と作動的に結合されてお
り、そして各変換器が測定中の特定シリンダ内の流体圧
力の大きさと関連する圧力信号を発生させ、前記制御装
置が作動シリンダが実質的に等しい流体圧力を受けさせ
られるように各圧力信号の値にもとづいて流体圧力給源
を働かせるようにされたものを有する。
【０００８】作動している機関内に見いだされる圧力を
超過する圧力を吸収するため、本発明による試験装置は
さらに機関標準ピストンの位置において作動シリンダ内
に据付けられた複数のピストンと連接棒とを有し得、前
記連接棒は機関のクランク軸の位置を占める中心軸に結
合される。中心軸は機関の標準クランク軸の曲げこわさ
の２倍の曲げこわさを有する。
超過する圧力を吸収するため、本発明による試験装置は
さらに機関標準ピストンの位置において作動シリンダ内
に据付けられた複数のピストンと連接棒とを有し得、前
記連接棒は機関のクランク軸の位置を占める中心軸に結
合される。中心軸は機関の標準クランク軸の曲げこわさ
の２倍の曲げこわさを有する。
【０００９】
【発明の実施の形態】図１に示されるように、機関シリ
ンダブロック１０は、この場合複数の油圧制御弁１６を
動作させる電子制御装置１４を有する油圧系統との相互
接続によって本発明による試験を遂行するように構成さ
れている。油圧制御弁１６Ａは圧力導管１８Ａをそれに
取付けられたサーボ弁である。油圧制御弁すなわちサー
ボ弁１６Ａ、１６Ｂ、１６Ｃと圧力導管１８Ａ、１８
Ｂ、１８Ｃは、図２にきわめて詳細に示されている。
ンダブロック１０は、この場合複数の油圧制御弁１６を
動作させる電子制御装置１４を有する油圧系統との相互
接続によって本発明による試験を遂行するように構成さ
れている。油圧制御弁１６Ａは圧力導管１８Ａをそれに
取付けられたサーボ弁である。油圧制御弁すなわちサー
ボ弁１６Ａ、１６Ｂ、１６Ｃと圧力導管１８Ａ、１８
Ｂ、１８Ｃは、図２にきわめて詳細に示されている。
【００１０】油圧制御弁１６Ａと油圧導管１８は高圧油
圧流体を機関シリンダブロック１０のシリンダ１、５内
に導入する。機関シリンダブロック１０はＶ形−６シリ
ンダブロックであるが、当業者は、本明細書による開示
に鑑みて、本発明による試験装置はＶ形−６シリンダブ
ロックにおいてのみならず任意の個数のシリンダを有す
るＶ形シリンダブロックにおいても使用され得ること、
そしてそれについてさらに言えば、列形そして対向形シ
リンダブロックの何れにおいても使用され得ることを理
解するであろう。油圧制御弁１６Ｂとそれに接続された
圧力導管１８Ｂは高圧油圧流体を機関シリンダブロック
１０のシリンダ３、４内に導入する。油圧制御弁１６Ｃ
と圧力導管１８Ｃは高圧油圧流体をシリンダ２、６内に
導入する。前記圧力導管のおのおのによって高圧圧力流
体を供給される前記シリンダは、互いに分離されてお
り、隣接しておらず、その結果として、作動シリンダ内
の油圧によって機関シリンダブロック１０内で発生され
る力は互いに相殺しないことが注目さるべきである。そ
れは本発明による装置の試験性能が圧力と合応力、特に
機関が作動している時に機関シリンダブロック内で生じ
るシリンダブロック主支持隔壁応力、をより正確にシミ
ュレートするからこれは重要である。
圧流体を機関シリンダブロック１０のシリンダ１、５内
に導入する。機関シリンダブロック１０はＶ形−６シリ
ンダブロックであるが、当業者は、本明細書による開示
に鑑みて、本発明による試験装置はＶ形−６シリンダブ
ロックにおいてのみならず任意の個数のシリンダを有す
るＶ形シリンダブロックにおいても使用され得ること、
そしてそれについてさらに言えば、列形そして対向形シ
リンダブロックの何れにおいても使用され得ることを理
解するであろう。油圧制御弁１６Ｂとそれに接続された
圧力導管１８Ｂは高圧油圧流体を機関シリンダブロック
１０のシリンダ３、４内に導入する。油圧制御弁１６Ｃ
と圧力導管１８Ｃは高圧油圧流体をシリンダ２、６内に
導入する。前記圧力導管のおのおのによって高圧圧力流
体を供給される前記シリンダは、互いに分離されてお
り、隣接しておらず、その結果として、作動シリンダ内
の油圧によって機関シリンダブロック１０内で発生され
る力は互いに相殺しないことが注目さるべきである。そ
れは本発明による装置の試験性能が圧力と合応力、特に
機関が作動している時に機関シリンダブロック内で生じ
るシリンダブロック主支持隔壁応力、をより正確にシミ
ュレートするからこれは重要である。
【００１１】再び図１を参照し、そして本発明による油
圧系統を点検すると、機関シリンダブロック１０から戻
る流体は、小形アキュムレータ４２を通り、次いで流体
リザーバ４４とフィルタ４６とを通って前進させられ
る。流体は油圧ポンプ４８とその駆動モータ５０とによ
って高圧に増圧される。その後、小形アキュムレータ５
２と大形アキュムレータ５４が流体を受ける。これらア
キュムレータの目的は流体圧力管路またはホース内にお
ける望ましくない圧力の脈動を減衰除去することであ
る。大形アキュムレータ５４を通過した後、流体は油圧
制御弁１６のおのおのへ達する。各油圧制御弁１６Ａ〜
Ｃは電子制御装置１４によって作動させられる。
圧系統を点検すると、機関シリンダブロック１０から戻
る流体は、小形アキュムレータ４２を通り、次いで流体
リザーバ４４とフィルタ４６とを通って前進させられ
る。流体は油圧ポンプ４８とその駆動モータ５０とによ
って高圧に増圧される。その後、小形アキュムレータ５
２と大形アキュムレータ５４が流体を受ける。これらア
キュムレータの目的は流体圧力管路またはホース内にお
ける望ましくない圧力の脈動を減衰除去することであ
る。大形アキュムレータ５４を通過した後、流体は油圧
制御弁１６のおのおのへ達する。各油圧制御弁１６Ａ〜
Ｃは電子制御装置１４によって作動させられる。
【００１２】図３は本発明によって得られる圧力をグラ
フによって図示している。作動している機関内の最大圧
力は約７０ｋｇ／ｃｍ2 （１０００ｐｓｉ）であるのに
対し、油圧寿命試験によるかぎりにおいては、選択試験
圧力は約１２６ｋｇ／ｃｍ2（１８００ｐｓｉ）であっ
たことに注目すべきである。そして、試験は著しくより
高い圧力、おそらく約２１０ｋｇ／ｃｍ2 （３０００ｐ
ｓｉ）、で実施され得る。その結果として、本発明によ
る試験装置は、きわめて長時間にわたる、きわめて苛酷
な機関試験を表す故障をより急速に生じさせるために、
シリンダブロックそして、もし望まれるならば、シリン
ダヘッド、を含む機関の試験を促進するのに使用され得
る。また、当業者は本明細書による開示に鑑み、本発明
装置による試験は機関動力計に依存して機関を実際に運
転する必要が無いから、実作動タイプの機関試験よりお
そらく低費用で行われ得ることを理解するであろう。本
発明による試験装置のもう一つの利点は、新規の機関シ
リンダブロック設計がピストン、連接棒そしてクランク
軸を含むその他プロトタイプ金属部品を必要とすること
なしに広範囲にわたって試験され得ることにある。この
ことは、ピストン、連接棒のごときその他プロトタイプ
構成部品が故障するリスクを負うことなしに、おそらく
シリンダブロックを破壊しそして試験を完遂するのに必
要とされる時間を著しく長くすることなしに、試験がシ
リンダブロックとシリンダヘッドの基本設計に基づいて
完全に達成され得ることを意味する。図１は機関シリン
ダブロック１０とそれに直結したその他の金属部品が、
機関シリンダブロック１０の温度が実機関作動間に遭遇
する温度に近似するレベルまで上げられまたは下げられ
ることを可能にする周囲室１３内に据付けられ得ること
を示している。例えば、シリンダブロック１０は−１８
゜Ｃ（０゜Ｆ）から１２０゜Ｃ（２５０゜Ｆ）までその
温度を循環させられ得る。このことは周囲室１３がシリ
ンダブロック１０に熱を加えるまたはそれから熱を奪う
ための装置（図示せず）を設置され得るから可能であ
る。そのような装置は機関試験技術分野において周知さ
れており、本発明の範囲外である。
フによって図示している。作動している機関内の最大圧
力は約７０ｋｇ／ｃｍ2 （１０００ｐｓｉ）であるのに
対し、油圧寿命試験によるかぎりにおいては、選択試験
圧力は約１２６ｋｇ／ｃｍ2（１８００ｐｓｉ）であっ
たことに注目すべきである。そして、試験は著しくより
高い圧力、おそらく約２１０ｋｇ／ｃｍ2 （３０００ｐ
ｓｉ）、で実施され得る。その結果として、本発明によ
る試験装置は、きわめて長時間にわたる、きわめて苛酷
な機関試験を表す故障をより急速に生じさせるために、
シリンダブロックそして、もし望まれるならば、シリン
ダヘッド、を含む機関の試験を促進するのに使用され得
る。また、当業者は本明細書による開示に鑑み、本発明
装置による試験は機関動力計に依存して機関を実際に運
転する必要が無いから、実作動タイプの機関試験よりお
そらく低費用で行われ得ることを理解するであろう。本
発明による試験装置のもう一つの利点は、新規の機関シ
リンダブロック設計がピストン、連接棒そしてクランク
軸を含むその他プロトタイプ金属部品を必要とすること
なしに広範囲にわたって試験され得ることにある。この
ことは、ピストン、連接棒のごときその他プロトタイプ
構成部品が故障するリスクを負うことなしに、おそらく
シリンダブロックを破壊しそして試験を完遂するのに必
要とされる時間を著しく長くすることなしに、試験がシ
リンダブロックとシリンダヘッドの基本設計に基づいて
完全に達成され得ることを意味する。図１は機関シリン
ダブロック１０とそれに直結したその他の金属部品が、
機関シリンダブロック１０の温度が実機関作動間に遭遇
する温度に近似するレベルまで上げられまたは下げられ
ることを可能にする周囲室１３内に据付けられ得ること
を示している。例えば、シリンダブロック１０は−１８
゜Ｃ（０゜Ｆ）から１２０゜Ｃ（２５０゜Ｆ）までその
温度を循環させられ得る。このことは周囲室１３がシリ
ンダブロック１０に熱を加えるまたはそれから熱を奪う
ための装置（図示せず）を設置され得るから可能であ
る。そのような装置は機関試験技術分野において周知さ
れており、本発明の範囲外である。
【００１３】図６から図９は本発明による試験装置の各
種構成部品を例示している。図６は在来機関のクランク
軸に取って代わる中心軸２６を示す。中心軸２６は極め
て優れた疲れ寿命を有するが、機関作動間シリンダブロ
ック１０の下端部において生じる荷重をより正確にシミ
ュレートするように、機関の実クランク軸の特性を模擬
する曲げ特性を有するように構成されている。図７は機
関シリンダブロック１０のシリンダ１２内に配置された
ピストン２０と連接棒２４とを図示する。またシリンダ
ヘッド２８が吸込口２２と排出口３４とを有するものと
して図示されている。圧力変換器４０がシリンダヘッド
２８に配置されている。図７に示されたシリンダヘッド
２８は、本発明による試験において使用するように修正
された実シリンダヘッドであり得る。これに関連して、
導管５６が油圧流体をシリンダ１２内に導入するため配
置されている。そして、排出口３４の開口が板５８によ
って閉鎖されている。また図７は標準ピストンと標準連
接棒とに代えて連接棒２４と一緒に使用される特殊ピス
トン２０を例示している。ピストン２０は強化されたヘ
ッド２０Ａであってピストンへッドのすぐ下に密閉リン
グ（図示せず）を保持するものを有する。例えば好適な
エラストマから形成され得る前記密閉リングは、最小の
漏れをもって極度に高い油圧に耐えるように意図されて
いる。
種構成部品を例示している。図６は在来機関のクランク
軸に取って代わる中心軸２６を示す。中心軸２６は極め
て優れた疲れ寿命を有するが、機関作動間シリンダブロ
ック１０の下端部において生じる荷重をより正確にシミ
ュレートするように、機関の実クランク軸の特性を模擬
する曲げ特性を有するように構成されている。図７は機
関シリンダブロック１０のシリンダ１２内に配置された
ピストン２０と連接棒２４とを図示する。またシリンダ
ヘッド２８が吸込口２２と排出口３４とを有するものと
して図示されている。圧力変換器４０がシリンダヘッド
２８に配置されている。図７に示されたシリンダヘッド
２８は、本発明による試験において使用するように修正
された実シリンダヘッドであり得る。これに関連して、
導管５６が油圧流体をシリンダ１２内に導入するため配
置されている。そして、排出口３４の開口が板５８によ
って閉鎖されている。また図７は標準ピストンと標準連
接棒とに代えて連接棒２４と一緒に使用される特殊ピス
トン２０を例示している。ピストン２０は強化されたヘ
ッド２０Ａであってピストンへッドのすぐ下に密閉リン
グ（図示せず）を保持するものを有する。例えば好適な
エラストマから形成され得る前記密閉リングは、最小の
漏れをもって極度に高い油圧に耐えるように意図されて
いる。
【００１４】試験間、シリンダ１２内の圧力は複数の圧
力変換器３６（図２を見よ）によって監視される。各圧
力変換器３６は電子制御装置１４と接続されており、そ
して各圧力変換器３６は測定されている特定シリンダ内
の油圧の大きさと関連する圧力信号を発生する。電子制
御装置１４は作動シリンダが実質的に同等の油圧を及ぼ
されることを保証するように各油圧制御弁１６Ａ〜１６
Ｃを制御するためフィードバックループ内の測定圧力の
値を使用する。電子制御装置１４はシリンダ内で発生さ
れる圧力脈動が機関作動時にシリンダ１２に及ぼされる
気体圧力荷重をシミュレートすることを可能にする周波
数で圧力制御弁１６Ａ〜１６Ｃを開閉する。シリンダ内
の圧力の制御は図２に示される複数のニードル弁３８に
よって補助される。作動シリンダのおのおのは油圧流体
がシリンダ１２の１つから逃げるのを許す１つの付随す
るニードル弁３８を有し、ニードル弁３８はシリンダ１
２内の圧力が図３に示される圧力波形を生じさせるのに
適切な率で減衰するのを許すように調整されている。も
し望まれるならば、ニードル弁３８はソレノイドによっ
て作動されるか、または、その他のタイプのソレノイド
弁であって何れの場合においても電子制御装置１４によ
って操作されるものによって代替され得る。適正にその
寸法を決定されているならば、ソレノイドで作動される
ニードル弁３８は、圧力が比較的より大きい速度で増加
されることを可能し、それに加えて、圧力が比較的より
大きい速度で減少することを可能にし、それにより、作
動している機関における圧力の増加と減少とをより厳密
にシミュレートし得る。ニードル弁３８の形式いかんに
かかわらず、流体は試験装置を通って循環することを可
能にされ、それにより、シリンダ１２内における温度の
過度上昇を防止できる。
力変換器３６（図２を見よ）によって監視される。各圧
力変換器３６は電子制御装置１４と接続されており、そ
して各圧力変換器３６は測定されている特定シリンダ内
の油圧の大きさと関連する圧力信号を発生する。電子制
御装置１４は作動シリンダが実質的に同等の油圧を及ぼ
されることを保証するように各油圧制御弁１６Ａ〜１６
Ｃを制御するためフィードバックループ内の測定圧力の
値を使用する。電子制御装置１４はシリンダ内で発生さ
れる圧力脈動が機関作動時にシリンダ１２に及ぼされる
気体圧力荷重をシミュレートすることを可能にする周波
数で圧力制御弁１６Ａ〜１６Ｃを開閉する。シリンダ内
の圧力の制御は図２に示される複数のニードル弁３８に
よって補助される。作動シリンダのおのおのは油圧流体
がシリンダ１２の１つから逃げるのを許す１つの付随す
るニードル弁３８を有し、ニードル弁３８はシリンダ１
２内の圧力が図３に示される圧力波形を生じさせるのに
適切な率で減衰するのを許すように調整されている。も
し望まれるならば、ニードル弁３８はソレノイドによっ
て作動されるか、または、その他のタイプのソレノイド
弁であって何れの場合においても電子制御装置１４によ
って操作されるものによって代替され得る。適正にその
寸法を決定されているならば、ソレノイドで作動される
ニードル弁３８は、圧力が比較的より大きい速度で増加
されることを可能し、それに加えて、圧力が比較的より
大きい速度で減少することを可能にし、それにより、作
動している機関における圧力の増加と減少とをより厳密
にシミュレートし得る。ニードル弁３８の形式いかんに
かかわらず、流体は試験装置を通って循環することを可
能にされ、それにより、シリンダ１２内における温度の
過度上昇を防止できる。
【００１５】図８と図９は本発明による試験装置と共に
使用する試験シリンダヘッドを例示する。シリンダヘッ
ド２８は複数の吸込口３０と複数の排出口３２とを有す
る。もしこの形式のシリンダヘッドが使用されるなら
ば、圧力導管１８は吸込口３０と接合または結合され、
ニードル弁３８は排出口３２と結合され、そして圧力変
換器４０は変換器口３９と接続される。
使用する試験シリンダヘッドを例示する。シリンダヘッ
ド２８は複数の吸込口３０と複数の排出口３２とを有す
る。もしこの形式のシリンダヘッドが使用されるなら
ば、圧力導管１８は吸込口３０と接合または結合され、
ニードル弁３８は排出口３２と結合され、そして圧力変
換器４０は変換器口３９と接続される。
【００１６】図４と図５は本発明の他の一局面による油
圧制御弁を例示する。図４の油圧制御弁６０は動力給源
６６によって作動される直列弁であり、前記動力給源６
６は例えば油圧モータまたは電動機またはその他のタイ
プの回転式動力給源から成る。油圧制御弁６０はプーリ
６２によって作動される。機関の作動シリンダと同数で
ある一連の排出口６２は、複数の圧力導管１８（図示せ
ず）を介して機関シリンダブロック１０のおのおのに連
通している。油圧制御弁６０はそれに口６１を通じて進
入する高圧流体を排出口６２を通じて作動シリンダへ導
くための単なる弁装置であり得るが、当業者は、本明細
書による開示に鑑み、それはさらにポンプとして機能し
てブースト効果をも提供し得ることを理解するであろ
う。油圧制御弁６０の内部の詳細は本発明の範囲外であ
り、弁内に収容されていて燃料噴射ポンプのようにプー
リまたは歯車によって駆動されるカム軸によって作動さ
れ得る各種の形式の弁から選択され得る。
圧制御弁を例示する。図４の油圧制御弁６０は動力給源
６６によって作動される直列弁であり、前記動力給源６
６は例えば油圧モータまたは電動機またはその他のタイ
プの回転式動力給源から成る。油圧制御弁６０はプーリ
６２によって作動される。機関の作動シリンダと同数で
ある一連の排出口６２は、複数の圧力導管１８（図示せ
ず）を介して機関シリンダブロック１０のおのおのに連
通している。油圧制御弁６０はそれに口６１を通じて進
入する高圧流体を排出口６２を通じて作動シリンダへ導
くための単なる弁装置であり得るが、当業者は、本明細
書による開示に鑑み、それはさらにポンプとして機能し
てブースト効果をも提供し得ることを理解するであろ
う。油圧制御弁６０の内部の詳細は本発明の範囲外であ
り、弁内に収容されていて燃料噴射ポンプのようにプー
リまたは歯車によって駆動されるカム軸によって作動さ
れ得る各種の形式の弁から選択され得る。
【００１７】図５はプーリ７２と動力給源６６とによっ
て駆動される分配弁６８を例示する。分配弁６８は機関
の作動シリンダのおのおのに圧力導管１８（図示せず）
を介して接続されている複数の排出口７０を有する。前
記の弁と同様に、分配弁６８は口６１を通じて油圧流体
を供給され、そして当業者に知られていて本明細書にお
いて言及された分配弁または回転弁のどれかから選択さ
れ得る。さらにまた、分配弁６８はディーゼル機関にお
いて使用される回転型燃料噴射ポンプのそれと同様のポ
ンピングまたはブースト機能を有し得る。やはり、分配
弁６８の精密な細部は本発明の範囲外である。
て駆動される分配弁６８を例示する。分配弁６８は機関
の作動シリンダのおのおのに圧力導管１８（図示せず）
を介して接続されている複数の排出口７０を有する。前
記の弁と同様に、分配弁６８は口６１を通じて油圧流体
を供給され、そして当業者に知られていて本明細書にお
いて言及された分配弁または回転弁のどれかから選択さ
れ得る。さらにまた、分配弁６８はディーゼル機関にお
いて使用される回転型燃料噴射ポンプのそれと同様のポ
ンピングまたはブースト機能を有し得る。やはり、分配
弁６８の精密な細部は本発明の範囲外である。
【００１８】以上、本発明はその好ましい実施例に関し
て図示説明されたが、多くの変更と修正が本発明の範囲
から逸脱することなしにそれらに対して為され得ること
は当業者には明らかであろう。単なる一例として、ライ
フサイクル試験をさらに促進するため、電子制御装置１
４は、油圧荷重が重合する様態で作動シリンダに及ぼさ
れ、その結果、２つ以上の作動シリンダが同時に油圧を
受けしめられるように油圧制御弁を作動し得る。そのよ
うな荷重パターンは、本発明による試験装置によって機
関シリンダブロック内に生じさせられる疲れ過程を著し
く速めることが確認された。
て図示説明されたが、多くの変更と修正が本発明の範囲
から逸脱することなしにそれらに対して為され得ること
は当業者には明らかであろう。単なる一例として、ライ
フサイクル試験をさらに促進するため、電子制御装置１
４は、油圧荷重が重合する様態で作動シリンダに及ぼさ
れ、その結果、２つ以上の作動シリンダが同時に油圧を
受けしめられるように油圧制御弁を作動し得る。そのよ
うな荷重パターンは、本発明による試験装置によって機
関シリンダブロック内に生じさせられる疲れ過程を著し
く速めることが確認された。
【図１】本発明による急速寿命試験装置を示す部分的に
概略化された斜視図。
概略化された斜視図。
【図２】本発明の一局面による試験を実施するため計測
手段を配備された機関シリンダブロックの斜視図。
手段を配備された機関シリンダブロックの斜視図。
【図３】本発明による試験装置によって生じさせられた
典型的な時間−圧力関係の推移を例示するグラフ図。
典型的な時間−圧力関係の推移を例示するグラフ図。
【図４】本発明による試験装置とともに使用するのに好
適な直列型の高速油圧制御弁を例示する概略図。
適な直列型の高速油圧制御弁を例示する概略図。
【図５】本発明による試験装置とともに使用するのに好
適な高速回転弁を略示する斜視図。
適な高速回転弁を略示する斜視図。
【図６】本発明の試験装置によって試験される機関で使
用するのに好適な中心軸の側面図。
用するのに好適な中心軸の側面図。
【図７】本発明による試験装置とともに使用するのに好
適なピストン・シリンダ機構を例示する概略図。
適なピストン・シリンダ機構を例示する概略図。
【図８】本発明による試験装置とともに使用する一試験
シリンダヘッドを例示する概略図。
シリンダヘッドを例示する概略図。
【図９】本発明による試験装置とともに使用する一試験
シリンダヘッドを例示する概略図。
シリンダヘッドを例示する概略図。
１０ 機関シリンダブロック １４ 電子制御装置 １６Ａ 油圧制御弁 １６Ｂ 油圧制御弁 １６Ｃ 油圧制御弁 １８Ａ 圧力導管 １８Ｂ 圧力導管 １８Ｃ 圧力導管 ２８ シリンダヘッド ３６ 圧力変換器 ３８ ニードル弁 ３９ 変換器口 ４２ 小形アキュムレータ ４４ 流体リザーバ ４８ 油圧ポンプ ５０ 駆動モータ ５２ 小形アキュムレータ ５４ 大形アキュムレータ ６０ 油圧制御弁 ６８ 分配弁
Claims (10)
- 【請求項１】 内燃機関が作動しているときそのシリン
ダブロックに及ぼされる気体荷重をシミュレートするこ
とによって内燃機関のシリンダブロックを流体静力学的
に試験する装置であって、該装置が複数の作動シリンダ
を有する機関シリンダブロックと、 電子制御装置と、 油圧給源と、 前記油圧給源と作動的に結合された複数の油圧制御弁で
あってさらに前記電子制御装置と結合されていて該電子
制御装置によって制御されるものと、 機関が点火しているときその作動シリンダに及ぼされる
気体圧力荷重の大きさと周波数とに近似する圧力と周波
数とで前記油圧制御弁のおのおのから少なくとも２つの
機関シリンダ内に油圧流体が導入されるように油圧制御
弁から作動シリンダまで延びている複数の圧力導管とを
有する内燃機関のシリンダブロックを流体静力学的に試
験する装置。 - 【請求項２】 請求項１に記載の装置において、前記流
体が前記作動シリンダへ可変圧力で供給されるように構
成されている内燃機関のシリンダブロックを流体静力学
的に試験する装置。 - 【請求項３】 請求項１に記載の装置において、機関が
点火しているとき作動シリンダに及ぼされる圧力をシミ
ュレートするため時間とともに変化する圧力で前記油圧
流体が前記作動シリンダに供給されるように構成されて
いる内燃機関のシリンダブロックを流体静力学的に試験
する装置。 - 【請求項４】 請求項１に記載の装置において、前記圧
力導管のおのおのによって給圧される少なくとも２つの
機関シリンダが、作動シリンダ内の油圧によって機関ブ
ロック内に発生せしめられる力が互いに相殺されないよ
うに、互いに離されて配置されており、したがって、シ
リンダブロックの様々な領域が同時に応力を受けるよう
に構成されている内燃機関のシリンダブロックを流体静
力学的に試験する装置。 - 【請求項５】 請求項１に記載の装置において、機関シ
リンダに及ぼされる圧力が機関の点火順序に従うよう
に、前記電子制御装置が前記油圧制御弁に圧力下の油を
前記作動シリンダに供給するように指令する内燃機関の
シリンダブロックを流体静力学的に試験する装置。 - 【請求項６】 内燃機関が点火しているときそのシリン
ダブロックに及ぼされる気体荷重をシミュレートするこ
とによって内燃機関のシリンダブロックを流体静力学的
に試験する装置であって、該装置が複数の作動シリンダ
を有する機関シリンダブロックと、 電子制御装置と、 油圧給源と、 前記油圧給源と作動的に結合された１つの油圧制御弁で
あってさらに前記電子制御装置と結合されていて該電子
制御装置によって制御されるものと、 複数の圧力導管であってその少なくとも１つが、機関が
点火しているとき作動シリンダに及ぼされる気体圧力荷
重と周波数とに近似する圧力と周波数とで油圧流体が作
動シリンダ内に導入されるように、前記油圧制御弁から
作動シリンダのおのおのまで延びているものとを有する
内燃機関のシリンダブロックを流体静力学的に試験する
装置。 - 【請求項７】 請求項６に記載の装置において、前記油
圧制御弁が複数の排出口を有する１つの直列（ｉｎ−ｌ
ｉｎｅ）弁から成り、少なくとも１つの排出口が機関の
作動シリンダのおのおののために設けられている内燃機
関のシリンダブロックを流体静力学的に試験する装置。 - 【請求項８】 請求項６に記載の装置において、前記直
列弁が複数の排出口を有する回転弁から成り、少なくと
も１つの排出口が機関の作動シリンダのおのおののため
に設けられており、前記回転弁が機関の点火頻度をシミ
ュレートする速度で回転動力給源によって駆動され、前
記作動シリンダが機関の点火順序と同じシーケンスで油
圧荷重を受けるように前記排出口が圧力導管と結合され
ている内燃機関のシリンダブロックを流体静力学的に試
験する装置。 - 【請求項９】 請求項６に記載の装置において、前記油
圧制御弁が複数の排出口を有する分配弁から成り、少な
くとも１つの排出口が機関の作動シリンダのおのおのの
ために設けられており、前記分配弁が回転動力給源によ
って作動される内燃機関のシリンダブロックを流体静力
学的に試験する装置。 - 【請求項１０】 請求項６に記載の装置において、油圧
荷重が重合する様態で作動シリンダに及ぼされしたがっ
て２つ以上の作動シリンダが同時に油圧を受けるように
前記電子制御装置が前記油圧制御弁を働かせる内燃機関
のシリンダブロックを流体静力学的に試験する装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US08/488,266 US5585549A (en) | 1995-06-09 | 1995-06-09 | Rapid life test system for engine cylinder block |
| US488266 | 1995-06-09 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH095214A true JPH095214A (ja) | 1997-01-10 |
Family
ID=23939023
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8114498A Pending JPH095214A (ja) | 1995-06-09 | 1996-05-09 | 内燃機関シリンダブロックを流体静力学的に試験する装置 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5585549A (ja) |
| EP (1) | EP0747687B1 (ja) |
| JP (1) | JPH095214A (ja) |
| DE (1) | DE69623695T2 (ja) |
Families Citing this family (21)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE19734680B4 (de) * | 1996-08-16 | 2008-09-04 | Conti Temic Microelectronic Gmbh | Verfahren zur zylinderselektiven Dichtigkeitsprüfung der Brennräume von Brennkraftmaschinen |
| JP3767875B2 (ja) * | 1997-11-13 | 2006-04-19 | 株式会社小松製作所 | エンジンの異常検出装置および異常検出方法 |
| FR2806160B1 (fr) * | 2000-03-10 | 2002-06-14 | Ace Engineering | Banc d'essai pour culasse de moteur a combustion interne |
| US6370944B1 (en) * | 2001-03-30 | 2002-04-16 | William Constant | Fluid leak finder for a vehicle |
| US6715206B2 (en) * | 2001-04-13 | 2004-04-06 | Mark Richardson | Method and apparatus for accurately determining the amount of metal to be removed from a stroked engine block |
| US6568255B2 (en) * | 2001-05-21 | 2003-05-27 | Act Laboratories, Inc. | Universal thermal engine simulator |
| US6813934B2 (en) * | 2003-03-20 | 2004-11-09 | Hsin Fa Kang | Tool set for detecting leakage of vehicle engines |
| DE10358523A1 (de) * | 2003-04-04 | 2004-10-28 | Bayerische Motoren Werke Ag | Vorrichtung zur Simulierung von Gaskräften in einem Verbrennungsmotor |
| DE102004021479A1 (de) * | 2004-04-30 | 2005-11-24 | Deutz Ag | Hydropulsvorrichtung |
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| CN102032990B (zh) * | 2009-09-25 | 2015-01-21 | 中国第一汽车集团公司 | 发动机缸体疲劳试验机 |
| CN102128718A (zh) * | 2010-12-28 | 2011-07-20 | 东方电气集团东方汽轮机有限公司 | 汽轮机高中压外缸水压试验方法 |
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| US11035331B2 (en) * | 2018-01-31 | 2021-06-15 | Jonathan Tom Tavernier | Internal combustion engine with tubular fuel injection |
| CN112345256A (zh) * | 2020-11-19 | 2021-02-09 | 中国第一汽车股份有限公司 | 一种发动机缸体疲劳试验方法 |
| CN113567152B (zh) * | 2021-09-23 | 2021-11-26 | 江苏联测机电科技股份有限公司 | 一种用于汽车动力检测的进排气口压力测试装置 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| DE1950917A1 (de) * | 1969-10-09 | 1971-04-29 | Goetzewerke | Pruefvorrichtung |
| US3650147A (en) * | 1970-06-26 | 1972-03-21 | Union Carbide Corp | Cooling system pressure tester |
| BE788297A (fr) * | 1971-09-04 | 1973-01-02 | Misseroni Giuseppe | Appareil recherchant directement les defauts mecaniques et electriques,dans des moteurs a explosions |
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| US3973429A (en) * | 1975-07-14 | 1976-08-10 | Caterpillar Tractor Co. | Test apparatus for engine heads |
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| US4213328A (en) * | 1979-02-27 | 1980-07-22 | Irontite Products, Inc. | Apparatus for fluid pressure testing of engine cylinder heads and similar parts |
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| US4594882A (en) * | 1984-01-17 | 1986-06-17 | Wheeler Thomas E | Portable work stand to quickly receive, seal, and rotate, a cylinder head of an engine during liquid leak testing |
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-
1995
- 1995-06-09 US US08/488,266 patent/US5585549A/en not_active Expired - Fee Related
-
1996
- 1996-05-09 JP JP8114498A patent/JPH095214A/ja active Pending
- 1996-06-03 DE DE69623695T patent/DE69623695T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1996-06-03 EP EP96303996A patent/EP0747687B1/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US5585549A (en) | 1996-12-17 |
| EP0747687A2 (en) | 1996-12-11 |
| DE69623695T2 (de) | 2003-01-30 |
| EP0747687B1 (en) | 2002-09-18 |
| DE69623695D1 (de) | 2002-10-24 |
| EP0747687A3 (en) | 1998-10-07 |
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