发动机凸轮轴准工况试验台制造技术

本发明专利技术公开一种发动机凸轮轴准工况试验台，包括驱动系统、传动系统、供油系统、台架、气门加载系统和测试控制系统，所述驱动系统通过传动系统带动凸轮轴转动，供油系统为缸盖提供润滑，台架用于安装试验台的各个系统和发动机的缸盖，所述气门加载系统用于在排气门打开时，对排气门施加压力，模拟排气过程。本发明专利技术能够较真实的反应凸轮在该工况下的受力状况，同时润滑油温度保持在实际工作过程中的温度，保持其应有的润滑油性能。该试验台可以模拟发动机不同的工况下进行试验，全方位的检测凸轮及凸轮轴的性能可靠性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及发动机测试领域，尤其涉及一种发动机凸轮轴准工况试验台。
技术介绍
发动机凸轮轴在是配气机构核心关键件，性能优劣直接关系发动机的功能和效率。现有发动机凸轮轴试验台的设计与工况相差较大，模拟材料真实损伤和寿命较为困难。专利申请号为201110060371.5的《一种顶置凸轮轴发动机配气机构试验台》，该试验台具有驱动系统、传动系统、润滑系统和支撑主体，通过控制电机的运动状况能较真实的反映发动机凸轮轴的运行情况，并通过润滑系统对运动副进行润滑，减少摩擦磨损，进行发动机配气机构的测试。
技术实现思路
现有技术的试验台能够给凸轮轴提供气门等集中质量惯性力和气门弹簧力，但是其忽略了缸内燃烧气体对气门的作用力，这一部分作用力对于凸轮所受力来说尽管占得比例不是很大，但对凸轮来说有一定的影响，长时间的疲劳试验对于这部分循环载荷不能被忽略。并且润滑油温度的不同，其性能也不同，在此润滑系统中，不能将油温控制在实际工作油温范围内，那么润滑效果就会受到一定的影响。本专利技术解决的一个技术问题就是，针对现有技术忽略了缸内燃烧气体对气门的作用力的问题，提出一种发动机凸轮轴准工况试验台，能够有效模拟燃烧气体对气门的作用力。本专利技术解决的另一个技术问题就是，针对现有技术没有将油温控制在实际工作油温范围内的问题，提出一种发动机凸轮轴准工况试验台，能够使试验在实际工作油温范围进行。为了解决现有技术忽略了缸内燃烧气体对气门的作用力的问题，本专利技术提供一种发动机凸轮轴准工况试验台，包括驱动系统、传动系统、供油系统和台架，所述驱动系统通过传动系统带动凸轮轴转动，供油系统为缸盖提供润滑，台架用于安装试验台的各个系统和发动机的缸盖，其特征在于，所述试验台还包括:气门加载系统，所述气门加载系统用于在排气门打开时，对排气门施加压力，模拟排气过程。优选地，上述试验台还具有以下特点:所述气门加载系统为气动加载系统或液压加载系统，当为气动加载系统时，包括空气压缩机、气体安全阀、电磁换向阀、压出型气压缸、气体压力表、单片机和光电传感器，其中，所述压出型气压缸位于排气门下方，空气压缩机、电磁换向阀和压出型气压缸依次相连，气体安全阀位于空气压缩机和电磁换向阀之间，气体压力表位于空气压缩机和气体安全阀之间；光电传感器、单片机和电磁换向阀依次相连，所述光电传感器位于气门座，用于检测所述排气门的开闭；当排气门向下移动，即将打开时，光电传感器发送信号至单片机，单片机控制电磁换向阀换向，压出型气压缸对所述排气门施加压力，模拟排气过程，压出型气压缸中的气体通过气体安全阀排出；当排气门关闭时，光电传感器发送信号至单片机，单片机控制电磁换向阀换向，空气压缩机通过电磁换向阀与压出型气压缸连通，为压出型气压缸充气。优选地，上述试验台还具有以下特点:所述气动加载系统还包括空气滤清器，所述空气滤清器与空气压缩机相连，用于清除空气中的微粒杂质。优选地，上述试验台还具有以下特点:所述气体安全阀、电磁换向阀、压出型气压缸、单片机和光电传感器均为多个，每个排气门对应一个电磁换向阀和压出型气压缸,每个发动机燃烧室的每对排气门对应一个光电传感器和单片机；所述气动加载系统还包括分流器；所述分流器与空气压缩机、气体安全阀和多个电磁换向阀相连，空气压缩机通过分流器为多个压出型气压缸充气，气体安全阀为多个压出型气压缸排气。优选地，上述试验台还具有以下特点:所述试验台还包括测试控制系统，所述测试控制系统包括计算机以及与所述计算机相连的压力传感器和红外传感器，其中，所述压力传感器位于所述压出型气压缸上，用于监测压出型气压缸加载给排气门的作用力；所述红外传感器位于凸轮轴的凸轮上，用于在试验完成后检测凸轮表面型线的变化；所述计算机用于获取压力传感器和红外传感器采集到的数据，并进行分析处理。为了解决现有技术没有将油温控制在实际工作油温范围内的问题，本专利技术的试验台还具有如下特点:所述供油系统为恒温供油系统，包括液压泵、机油滤清器、油温表、加热器、散热器、液体安全阀和油箱，其中，所述油箱、机油滤清器和液压泵依次连接，液压泵通过其出油管与缸盖的入油口连接，缸盖的回油孔通过回油管连接至油箱；所述液体安全阀位于入油口和液压泵之间；所述油箱安装有油温表、加热器和散热器。优选地，上述试验台还具有以下特点:所述加热器和散热器控制油箱温度的范围为65°C 75°C。优选地，上述试验台还具有以下特点:所述驱动系统包括相连的变频电机和变频器，所述变频电机与传动系统相连，通过传动系统带动凸轮轴转动；所述变频器用于调节所述变频电机的转速。优选地，上述试验台还具有以下特点:当所述气门加载系统为液压加载系统时，包括油箱、机油滤清器、液压泵、液体安全阀、第一两位两通阀、第二两位两通阀、压出型液压缸、液体压力表、单片机和光电传感器，其中，所述压出型液压缸位于排气门下方，油箱、机油滤清器、液压泵、第一两位两通阀和压出型液压缸依次相连，液体安全阀位于液压泵和第一两位两通阀之间，液体压力表位于液压泵和液体安全阀之间；压出型液压缸、第二两位两通阀和油箱依次相连；单片机分别与光电传感器、第一两位两通阀和第二两位两通阀相连，所述光电传感器位于气门座，用于检测所述排气门的开闭；当排气门向下移动，即将打开时，光电传感器发送信号至单片机，单片机控制第一两位两通阀和第二两位两通阀换向，压出型液压缸对所述排气门施加压力，模拟排气过程，压出型液压缸中的液压油通过第二两位两通阀排回到油箱；当排气门关闭时，光电传感器发送信号至单片机，单片机控制第一两位两通阀和第二两位两通阀换向，液压泵通过第一两位两通阀与压出型液压缸连通，为压出型液压缸充油。本专利技术具有如下优越性:1、气门加载系统(气动加载系统或液压加载系统)可以模拟缸内排气压力，反映凸轮工作过程中的受力状况，在冷态试验的条件下复现凸轮配气机构的运行状况；2、恒温供油系统将温度控制在实际工作的温度范围内，不改变润滑油性能，再通过外接油泵对缸盖进行润滑；3、动态疲劳试验测试完成后，润滑油在回油到油箱，可以抽取一定量做滑油分析，计算凸轮及其他运动副的磨损量；4、对于不同的缸盖，可以更换过度板与相应的缸盖匹配，通过移动电机及胀紧装置的位置，撑紧同步带，保证不打滑，此机构具有多种汽油发动机缸盖适应性；5、采用四脚支撑座支撑，在其下端固定一定厚度的橡胶，保证试验过程中机构的稳定性，一定程度上减小了噪声；6、采用螺杆式空气压缩机给气压缸供气，在满足试验要求的前提下，保证了供气的稳定性与连续性，同时也减小了噪音；7、气压缸(或液压缸)前端顶部加装压力传感器，适时地检测排气门在运行过程中的受力变化；8、在气门座加装光电传感器，感应气门的位置，通过单片机控制电磁阀的开闭，从而控制气压缸的进排气；9、通过控制驱动系统电机的转速，使凸轮轴运行在不同的工况下，满足不同的试验要求。综上，本专利技术能够控制电机转速变化及工作时间的长短，使凸轮轴在不同工况下(小于IOOOrpm)工作，根据工况的不同加载不同的压力，较真实的反应凸轮在该工况下的受力状况，同时润滑油温度保持在实际工作过程中的温度，保持其应有的润滑油性能。通过滑油分析测试装配式凸轮的磨损状况，根据红外传感器检测凸轮表面型线的变化，较真实的反映其可靠性及耐疲劳性能。通过压力传感器适时的检测加本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种发动机凸轮轴准工况试验台，包括驱动系统、传动系统、供油系统和台架，所述驱动系统通过传动系统带动凸轮轴转动，供油系统为缸盖提供润滑，台架用于安装试验台的各个系统和发动机的缸盖，其特征在于，所述试验台还包括：气门加载系统，所述气门加载系统用于在排气门打开时，对排气门施加压力，模拟排气过程。

【技术特征摘要】
1.一种发动机凸轮轴准工况试验台，包括驱动系统、传动系统、供油系统和台架，所述驱动系统通过传动系统带动凸轮轴转动，供油系统为缸盖提供润滑，台架用于安装试验台的各个系统和发动机的缸盖，其特征在于，所述试验台还包括:气门加载系统，所述气门加载系统用于在排气门打开时，对排气门施加压力，模拟排气过程。2.按权利要求1所述的试验台，其特征在于， 所述气门加载系统为气动加载系统，包括空气压缩机、气体安全阀、电磁换向阀、压出型气压缸、气体压力表、单片机和光电传感器，其中，所述压出型气压缸位于排气门下方，空气压缩机、电磁换向阀和压出型气压缸依次相连，气体安全阀位于空气压缩机和电磁换向阀之间，气体压力表位于空气压缩机和气体安全阀之间；光电传感器、单片机和电磁换向阀依次相连，所述光电传感器位于气门座，用于检测所述排气门的开闭； 当排气门向下移动，即将打开时，光电传感器发送信号至单片机，单片机控制电磁换向阀换向，压出型气压缸对所述排气门施加压力，模拟排气过程，压出型气压缸中的气体通过气体安全阀排出；当排气门关闭时，光电传感器发送信号至单片机，单片机控制电磁换向阀换向，空气压缩机通过电磁换向阀与压出型气压缸连通，为压出型气压缸充气。3.按权利要求2所述的试验台，其特征在于， 所述气动加载系统还包括空气滤清器，所述空气滤清器与空气压缩机相连，用于清除空气中的微粒杂质。4.按权利要求2或3所述的试验台，其特征在于， 所述气体安全阀、电磁换向阀、压出型气压缸、单片机和光电传感器均为多个，每个排气门对应一个电磁换向阀和压出型气压缸,每个发动机燃烧室的每对排气门对应一个光电传感器和单片机； 所述气动加载系统还包括分流器；所述分流器与空气压缩机、气体安全阀和多个电磁换向阀相连，空气压缩机通过分流器为多个压出型气压缸充气。5.按权利要求1所述的试验台，其特征在于， 所述试验台还包括测试控制系统，所述测试控制系统包括计算机以及与所述计算机相连的压力传感器和红外传感器，其中， 所述压力传感器位于所述压出型气压缸...

【专利技术属性】
技术研发人员：孔海瑞，张坤，郇勇，王明杰，程思远，陈光南，
申请(专利权)人：中国科学院力学研究所，
类型：发明
国别省市：