一种液压加载发动机多功能配气机构试验台制造技术

本发明专利技术公开了一种液压加载发动机多功能配气机构试验台，包括主体结构、传动系统、液压系统、被测机体与数据采集系统。试验台工作时，液压油从油泵输出，供给凸轮轴和摇臂轴润滑，当高压回路的高速电磁阀打开后，液压油在极短的时间内充满燃烧室以模拟发动机辅助制动时燃烧室内的高压。控制回路的高速电磁阀打开后驱动配气机构进入缸内制动模式，排气门克服阻力打开，迫使缸内少量液压油经排气道排出，缸内压力瞬间下降，以此来模拟缸内辅助制动时排气门的受载情况。本发明专利技术通过液压来模拟排气制动时缸内的高压来使配气机构的运行环境更接近真实工况，可信程度高；且本发明专利技术使用了多种传感器，扩大了试验数据的来源，能够较好地辅助设计。

A multi-function valve train test-bed for hydraulic loading engine

The invention discloses a multi-functional valve mechanism test bench for a hydraulic loading engine, which comprises a main structure, a transmission system, a hydraulic system, a tested body and a data acquisition system. When the test-bed is working, the hydraulic oil is output from the oil pump to supply lubrication to the camshaft and rocker shaft. When the high-speed solenoid valve of the high-pressure circuit is opened, the hydraulic oil fills the combustion chamber in a very short time to simulate the high-pressure in the combustion chamber when the engine is under auxiliary braking. After the high-speed solenoid valve of the control circuit is opened, it drives the air distribution mechanism to enter the cylinder brake mode. The exhaust valve overcomes the resistance and opens, forcing a small amount of hydraulic oil in the cylinder to be discharged through the exhaust channel, and the pressure in the cylinder drops instantly, so as to simulate the load condition of the exhaust valve during the auxiliary brake in the cylinder. The invention simulates the high pressure in the cylinder during the exhaust braking by hydraulic pressure to make the operation environment of the valve mechanism more close to the real working condition, with high reliability; and the invention uses a variety of sensors, expands the source of test data, and can better assist the design.

【技术实现步骤摘要】
一种液压加载发动机多功能配气机构试验台
本专利技术涉及发动机测试
，具体地说，涉及一种液压加载发动机多功能配气机构试验台。
技术介绍
重载货车在下长坡时制动失效的问题频频发生，存在巨大的安全隐患。发动机辅助制动作为一种高效的辅助制动方式，有效地减少了下长坡时主制动系统的负担，尤其是压缩释放式的发动机辅助制动，是效率最高的辅助制动方式。但是，要实现压缩释放式制动，就要求排气门在压缩冲程上止点附近克服高压气体的阻力打开，这会对相关零件产生巨大的应力。现有的发动机配气机构试验台缺少对气门升程、速度、加速度等参数的测量手段，无法对配气机构的动力学性能进行验证。公布号为CN102539161A的专利技术提出了一种发动机配气机构试验台系统，采用多种传感器测量配气机构动力学参数，但系统中只有油箱、进油管和回油管构成的润滑油路，无法模拟模拟压缩释放式制动时缸内高压气体对气门产生的阻力，在此基础上进行的可靠性试验不能很好地检测零件的性能。公布号为CN109387371A的专利技术提出了一种发动机配气机构试验台架，其中润滑系统中包括了对润滑油进行加热的加热元件，模拟发动机的工作温度，但工作温度的调节并不能很好地模拟发动机点火燃烧后的全部工况，在实际工况下的发动机燃烧室内部充满了高压气体，排气门需要克服高压气体的阻力进行工作，而现有的配气机构试验台难以满足需要。
技术实现思路
本专利技术目的在于针对现有设备存在的不足，提供一种能够模拟发动机辅助制动时缸内高压的发动机配气机构综合试验台架。为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种液压加载发动机多功能配气机构试验台，其特征在于：包括主体结构、传动系统、液压系统和被测机体；所述主体结构为上下分层结构，包括铝型材框架，电机座和油槽，所述电机座安装在铝型材框架下部，油槽安装在铝型材框架上部；所述被测机体包括缸体、缸盖和安装在缸盖上的配气机构，所述缸体固定在油槽内，缸盖和缸体通过螺栓联接；所述缸盖的排气门上设有激光位移传感器，用于采集排气门的升程参数；所述配气机构的凸轮轴上设有编码器，用于采集凸轮轴的角位移参数；所述激光位移传感器和编码器分别与数据采集器连接，数据采集器与计算机连接；所述传动系统安装于铝型材框架和电机座上，用于驱动配气机构的凸轮轴；所述液压系统布置在铝型材框架中部，通过液压油管与被测机体连接。作为本专利技术优选的方案，所述传动系统包括电机、飞轮、主动轮和从动轮；所述主动轮、从动轮和飞轮构成一个三角形，安装在铝型材框架的左侧板上，通过同步带传动；主动轮与从动轮之间、主动轮与飞轮之间还分别设有惰轮和张紧轮，惰轮和张紧轮均位于同步带的外侧；所述电机安装在电机座上，依次通过联轴器B和联轴器A驱动主动轮，所述联轴器A和联轴器B之间安装有扭矩传感器，所述扭矩传感器与数据采集器连接，用于测量配气机构消耗的功率；所述从动轮通过联轴器C与配气机构的凸轮轴联接。作为本专利技术优选的方案，所述联轴器A、联轴器B和联轴器C均为弹性联轴器。作为本专利技术优选的方案，所述液压系统需要提供高压来模拟燃烧室内的高压、为摇臂轴及凸轮轴提供润滑以及为配气机构切换工作模式提供控制油压，包括高压油路、控制油路和润滑油路，三条油路同源，进油口处设有压力表和泄压阀，排油口与油槽连接；三条油路的入口处均设有压力传感器，此外，所述高压油路中还设有高速电磁阀并配备蓄能器，蓄能器与高速电磁阀通过在铝型材框架前方布置横板安装，液压泵外置连接，作为液压系统的输入端，蓄能器起到的作用是在该制动装置制动后需向缸内补充油路的情况下，在短时间内辅助液压泵补充供油；蓄能器出口设有压力表，高压油路出口连接缸体中的燃烧室；所述控制油路中还设有普通电磁阀和流量计，经普通电磁阀控制油路的通断，可通过流量计测量耗油量，控制油路出口连接配气机构的摇臂内部的模式切换执行机构；所述润滑油路直接连接缸体，通过缸体内部油路为配气机构的凸轮轴和摇臂轴供给润滑油；所述流量计和压力传感器均与数据采集器连接；作为本专利技术优选的方案，所述燃烧室中仅保留满足气门升程的深度。作为本专利技术优选的方案，所述高速电磁阀、蓄能器、压力传感器、泄压阀和压力表均集成在电磁阀座上。本专利技术使用到的传感器包括扭矩传感器、激光位移传感器、流量计、编码器和压力传感器。其中扭矩传感器直接与电机联接，测得的扭矩可用于计算配气机构消耗的功率；激光位移传感器安装在缸盖上用于测量排气门的位移，以研究配气机构的动力学特性；流量计安装在控制回路入口用于测量其消耗的油量；编码器安装在从动轮处，与凸轮轴同轴，将凸轮轴的角位移转变为电信号输出；压力传感器用于测量液压系统的进油口的油压。所有的传感器均与数据采集器连接，数据采集器通过计算机控制，构成数据采集系统。本专利技术的工作原理是：启动油泵后，液压油从油泵输出，供给配气机构的凸轮轴和摇臂轴润滑，当高压回路的高速电磁阀打开后，液压油在极短的时间内充满燃烧室以提供模拟真实工况的缸压。控制回路的普通电磁阀在合适的时间打开，驱动排气摇臂内模式切换执行机构使发动机进入缸内制动模式，排气门克服阻力打开，缸内少量液压油经排气道排出，缸内压力瞬间下降，以此来模拟缸内辅助制动时排气门所受到的交变载荷。本专利技术与已有技术相比，有益效果主要有以下方面：1.普通配气机构试验台只设有润滑油路，与普通配气机构试验台相比，本专利技术的液压系统中设有三条油路，其中通过高压油路中的液压油对气门进行加载来模拟压缩释放式制动时缸内高压气体对气门产生的阻力，能够较真实地模拟发动机辅助制动时的使用工况。2.本专利技术的高压油路中配备有蓄能器，在该制动装置制动后需向缸内补充油路的情况下，可以在短时间内辅助液压泵补充供油，因此液压油可以在极短的时间内充满燃烧室以模拟发动机辅助制动时燃烧室内的高压；3.本专利技术能够对配气机构进行多方面的试验：应用激光位移传感器进行气门位移、速度和加速度测量；使用扭矩传感器和转速测出配气系统消耗功率；使用流量计测量配气机构消耗的油量。附图说明图1是本专利技术装置的总体正视图；图2是本专利技术装置的总体左视图；图3是本专利技术液压系统的正视图；图4是本专利技术液压系统的俯视图；图5是本专利技术中缸体的局部剖视图；图中：1—主体结构；11—铝型材框架；12—电机座；13—油槽；2—传动系统：21—电机；22—飞轮：23—联轴器A；24—联轴器B；25—同步带；26—联轴器C；27—从动轮；28—张紧轮；29—主动轮；210—惰轮；3—液压系统；31—高速电磁阀；32—蓄能器；33—高压油路；34—控制油路；35—泄压阀；36—压力表；37—排油口；38—普通电磁阀；39—电磁阀座；310—进油口；311—润滑油路；4—被测机体；41—配气机构；42—摇臂座；43—缸体；44—缸盖；5—数据采集系统；51—扭矩传感器；52—编码器；53—激光位移传感器；54—流量计；55—压力传感器；61—燃烧室；62—排气门凹槽；63—喷油口；64—螺栓孔；65—润滑油道；66—高压油道；67—进气门凹槽。具体实施方式以下结合附图对本专利技术作进一步详细说明。除非另有定义，本专利技术中所使用的所有的技术和科学术语与属于本专利技术的
的技术人员通常理解的含义相同。本专利技术的说明书中所使用的术语只是为了描述具体实施方法，而不是旨在限制本专利技术。参阅附图本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种液压加载发动机多功能配气机构试验台，其特征在于：包括主体结构(1)、传动系统(2)、液压系统(3)和被测机体(4)；所述主体结构为上下分层结构，包括铝型材框架(11)，电机座(12)和油槽(13)，所述电机座安装在铝型材框架下部，油槽安装在铝型材框架上部；所述被测机体包括缸体(43)、缸盖(44)和安装在缸盖上的配气机构(41)，所述缸体固定在油槽内，缸盖和缸体通过螺栓联接；所述缸盖的排气门上设有激光位移传感器(53)，用于采集排气门的升程参数；所述配气机构的凸轮轴上设有编码器(52)，用于采集凸轮轴的角位移参数；所述激光位移传感器和编码器分别与数据采集器连接，数据采集器与计算机连接；所述传动系统安装于铝型材框架和电机座上，用于驱动配气机构的凸轮轴；所述液压系统布置在铝型材框架中部，通过液压油管与被测机体连接。

【技术特征摘要】
1.一种液压加载发动机多功能配气机构试验台，其特征在于：包括主体结构(1)、传动系统(2)、液压系统(3)和被测机体(4)；所述主体结构为上下分层结构，包括铝型材框架(11)，电机座(12)和油槽(13)，所述电机座安装在铝型材框架下部，油槽安装在铝型材框架上部；所述被测机体包括缸体(43)、缸盖(44)和安装在缸盖上的配气机构(41)，所述缸体固定在油槽内，缸盖和缸体通过螺栓联接；所述缸盖的排气门上设有激光位移传感器(53)，用于采集排气门的升程参数；所述配气机构的凸轮轴上设有编码器(52)，用于采集凸轮轴的角位移参数；所述激光位移传感器和编码器分别与数据采集器连接，数据采集器与计算机连接；所述传动系统安装于铝型材框架和电机座上，用于驱动配气机构的凸轮轴；所述液压系统布置在铝型材框架中部，通过液压油管与被测机体连接。2.根据权利要求1所述的一种液压加载发动机多功能配气机构试验台，其特征在于：所述传动系统(2)包括电机(21)、飞轮(22)、主动轮(29)和从动轮(27)；所述主动轮、从动轮和飞轮构成一个三角形，安装在铝型材框架的左侧板上，通过同步带(25)传动；主动轮与从动轮之间、主动轮与飞轮之间还分别设有惰轮(210)和张紧轮(28)，惰轮(210)和张紧轮(28)均位于同步带(25)的外侧；所述电机安装在电机座上，依次通过联轴器B和联轴器A驱动主动轮，所述联轴器...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄瑞，陈俊玄，陈沛禹，凌珑，盛军辉，俞小莉，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：浙江,33