[发明专利]一种液压驱动的气门-座圈磨损试验装置及方法

说明书

本发明涉及一种液压驱动的气门‑座圈磨损试验装置及方法，试验装置包括机架、加载装置和控制装置；机架设有模拟燃烧室，模拟燃烧室内设有配合的气门和座圈；模拟燃烧室一侧设有液压驱动装置，液压驱动装置与气门通过加载装置相连接；加载装置与气门对应设置，用于驱使气门向座圈滑动冲击；模拟燃烧室另一侧设有复位装置，用于复位气门；控制装置连接于液压驱动装置，用于控制液压驱动装置输出多种类型的位移曲线。本试验装置不但能进行多种加载形式的实验，而且能提供较大加载力，为大爆压力下气门‑座圈的测试创造了条件，扩大了测试范围，在较短的时间内就能完成气门‑座圈磨损性能的评估。

技术领域

本发明涉及气门-座圈磨损实验技术领域，特别是涉及一种液压驱动的气门-座圈磨损试验装置及方法。

背景技术

气门-座圈是发动机配气机构中一组关键摩擦副，气门-座圈的开启和关闭控制燃料混合气的进入以及废气的排出。气门-座圈不但要承受高温燃气的冲刷与腐蚀，还要受到爆发压力的冲击，极易发生磨损失效，从而产生漏气、缸压过低、发动机动力不足等问题，影响发动机的输出功率及使用寿命。随着发动机结构的不断优化以及性能指标的不断提高，发动机转速、燃烧室的爆发压力以及气阀的工作温度越来越高，这就导致发动机的气门-座圈特别是排气门-座圈的失效成为日益严峻的问题。

目前对发动机气门-座圈磨损性能的研究主要有两大方向，一是对发动机气门-座圈接触副的材料性能进行实验，但材料性能实验只针对材料本身的特性，并不能充分模拟气门-座圈的实际工况；二是对气门-座圈接触副进行直接的磨损实验。接触副直接磨损实验又可分为整机实验和磨损试验台实验。发动机的整机实验周期长、成本高并且难以进行数据采集。试验台实验需要设备能提供高温以及较大爆压来模拟真实的气缸环境。

现有技术公开了一种由凸轮驱动的磨损试验台，但是凸轮能提供的爆压力非常有限，并且较大的爆压力以及长期的实验可能会造成凸轮的磨损、变形。此外，凸轮驱动的试验机上对爆压力的施加操作较为复杂且不易控制，同时凸轮轮廓决定了气门的升程方式，形式较为固定且单一，能测试的范围较小。

发明内容

针对现有技术中存在的技术问题，本发明的目的之一是：提供一种液压驱动的气门-座圈磨损试验装置，既能输出多种类型的位移曲线以进行多种加载形式的实验，还能够提供较大的加载力，为承受较大爆压力的气门-座圈的测试创造了条件，扩大了现有试验机的测试范围，为生产实际提供可靠依据。

针对现有技术中存在的技术问题，本发明的目的之二是：提供一种液压驱动的气门-座圈磨损试验方法。

为了达到上述目的，本发明的设计思路是将座圈固定，让气门在加载装置及复位装置的作用下不断地与座圈接触挤压，以此来模拟实际工况中气门-座圈在爆压力下的冲击磨损。本发明采用如下技术方案：

一种液压驱动的气门-座圈磨损试验装置，包括机架、加载装置和控制装置；

机架设有模拟燃烧室，模拟燃烧室内设有配合的气门和座圈；

模拟燃烧室一侧设有液压驱动装置，液压驱动装置与气门通过加载装置相连接；

加载装置与气门对应设置，用于驱使气门向座圈滑动冲击；

模拟燃烧室另一侧设有复位装置，用于复位气门；

控制装置连接于液压驱动装置，用于控制液压驱动装置输出多种类型的位移曲线。

进一步，加载装置包括上冲击轴、冲击加强单元和下冲击轴，冲击加强单元两端分别抵接于上冲击轴和下冲击轴，下冲击轴连接于液压驱动装置，与气门对应设置。

进一步，上冲击轴和下冲击轴同轴设置，冲击加强单元设有导向装置，导向装置平行于上冲击轴和下冲击轴。

进一步，下冲击轴设有压力传感器，液压驱动装置包括液压作动器，液压作动器分别与压力传感器、控制装置相连接。