[发明专利]一种倒置式活塞热疲劳试验装置

说明书

本发明提供了一种倒置式活塞热疲劳试验装置，包括活塞非标结构、装置支撑架和冷却水路结构，至少一个所述活塞非标结构固定在装置支撑架上，所述冷却水路结构固定在装置支撑架上并与活塞非标结构连通。本发明所述活塞热疲劳试验装置是将待测活塞组(带活塞环)装入非标缸套内，其活塞组装配形态与实机一致，因此在模拟试验过程，活塞与缸套之间的传热与实际活塞工作状态的受热传导一致。

技术领域

本发明属于发动机活塞测试装置技术领域，尤其是涉及一种倒置式活塞热疲劳试验装置。

背景技术

活塞是发动机的核心零部件之一，其工作好坏直接关系到发动机的整体性能及工作可靠性，因此越来越多的研究人员致力于活塞的设计与改进。活塞同时是发动机中承受机械载荷和热载荷最严酷的部件之一，而由热负荷带来的疲劳破坏往往是其工作失效的主要原因。活塞顶面直接与高温燃气接触，工作中由于高温和温度分布不均匀而产生的热应力的反复作用，往往会形成热疲劳裂纹。为准确评估活塞的热状态和疲劳强度，必须对活塞进行热疲劳可靠性试验。

现有的活塞热负荷试验台均是单独对活塞顶部加热，而很少考虑到活塞与缸套之间通过活塞环的热传递、震荡油腔对活塞的冷却作用，致使活塞试件承载情况与试机状态存在很大的差异。

发明内容

有鉴于此，本发明旨在提出一种倒置式活塞热疲劳试验装置，更真实的模拟活塞的使用状态，以减小活塞试件承载情况与试机状态的差异。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种倒置式活塞热疲劳试验装置，包括活塞非标结构、装置支撑架和冷却水路结构，至少一个所述活塞非标结构固定在装置支撑架上，所述冷却水路结构固定在装置支撑架上并与活塞非标结构连通。

进一步的，所述装置支撑架包括长固定板、短固定板、联接角钢、隔热板和过渡套，两个所述长固定板和两个所述短固定板构成长方形结构，长固定板和短固定板之间通过联接角钢连接；所述隔热板的两侧边与两个长固定板通过过渡套用螺栓联，所述隔热板上设有对应活塞非标结构的活塞加热孔。

进一步的，所述活塞非标结构包括活塞非标体、非标缸套、非标连杆、活塞固定杆、震荡油腔冷却水接头、非标缸套冷却水接头和密封圈，

所述密封圈设置在非标缸套外侧的密封槽内，所述活塞非标体套设在非标缸套外侧且其底部通过螺栓与非标缸套底部径向延伸的凸圆环固定连接；所述活塞固定杆的两端固定安装在活塞非标体的顶部，所述非标连杆竖直设置在非标缸套的中间，其顶端与活塞固定杆固定连接，其底端用于连接待测活塞组件；所述非标缸套冷却水接头安装在活塞非标体的顶部，所述震荡油腔冷却水接头用于连接待测活塞组件。

进一步的，所述冷却水路结构包括进水管、回水管、管路支架、非标缸套冷却支管、震荡油腔冷却支管、水堵、金属软管接头，

所述进水管与回水管通过若干个管路支架分别固定在装置支撑架的两侧，若干非标缸套冷却支管和若干震荡油腔冷却支管的一端连接所述进水管或回水管，另一端连接活塞非标结构，所述进水管或回水管上还设有若干水堵，所述进水管的一端与回水管的一端均连通用来连接总进水管或总回水管的金属软管接头。

相对于现有技术，本发明具有以下优势：

(1)该活塞热疲劳试验装置是将待测活塞组(带活塞环)装入非标缸套内，其活塞组装配形态与实机一致，因此在模拟试验过程，活塞与缸套之间的传热与实际活塞工作状态的受热传导一致。

(2)该活塞热疲劳试验装置采用两路水冷却，一路水通往待测活塞组的活塞震荡油腔内，并通过调节冷水的流量来模拟实机状态下活塞震荡油腔的冷却效果。另一路冷却水通往非标缸套与活塞非标体之间形成的水腔里，与实机工作状态下对活塞裙部的冷却相同，本装置完全模拟了待测活塞组在缸套内的真实工作情况。