專利名稱：發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)體液壓疲勞試驗(yàn)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于發(fā)動(dòng)機(jī)試驗(yàn)的設(shè)備，特別涉及一種以液壓進(jìn)行加載對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī) 機(jī)體疲勞特性進(jìn)行檢測(cè)的試驗(yàn)系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
機(jī)體是整個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)的骨架，支承和固定著所有的零部件，結(jié)構(gòu)和負(fù)荷情況非常復(fù) 雜。機(jī)體的結(jié)構(gòu)包括氣缸體、曲軸箱和支撐底座(或油底殼)。它是一個(gè)內(nèi)部有很多隔板 的復(fù)雜箱形殼體結(jié)構(gòu)，其上裝有發(fā)動(dòng)機(jī)的氣缸蓋、曲軸連桿機(jī)構(gòu)、所有的附件和附件傳動(dòng)機(jī) 構(gòu)，在此結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上按照其強(qiáng)度和剛度的要求布置了各種加強(qiáng)筋，并且各種運(yùn)動(dòng)件的潤(rùn)滑、 受熱件的冷卻和發(fā)動(dòng)機(jī)的固定安裝也都通過機(jī)體來(lái)實(shí)現(xiàn)。機(jī)體在發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)承受很復(fù)雜的負(fù)荷各缸內(nèi)氣體對(duì)氣缸蓋底面和氣缸表面的 均布?xì)怏w壓力，經(jīng)活塞作用于各氣缸壁的側(cè)壓力，經(jīng)曲軸加在各主軸承上的力，支架對(duì)發(fā)動(dòng) 機(jī)的支承反力和反力矩。這些力的大小、方向隨工況和曲軸轉(zhuǎn)角不斷變化，有些力的作用點(diǎn) 也在不斷變化。此外，即使在發(fā)動(dòng)機(jī)不運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，各氣缸蓋螺栓、主軸承螺栓也使被緊固部分 受力。以上各種力和力矩使各部分受到交變的拉壓彎扭，產(chǎn)生復(fù)雜的應(yīng)力狀態(tài)。隨著現(xiàn)在發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)中輕量化和高負(fù)荷化的趨勢(shì)，機(jī)體工作可靠性得到越來(lái)越多 的關(guān)注。研究機(jī)體疲勞特性的目的在于保證發(fā)動(dòng)機(jī)的正常工作、避免設(shè)計(jì)因偏重安全而浪 費(fèi)材料。確定機(jī)體疲勞特性的方法不外乎兩類。一是利用模擬或模型實(shí)驗(yàn)以至零件的實(shí)機(jī) 試驗(yàn)來(lái)確定，二是利用計(jì)算來(lái)確定，這兩種方法互為補(bǔ)充。在實(shí)際工程中，計(jì)算方法本身需 要通過試驗(yàn)驗(yàn)證并提供定解的邊界條件，而試驗(yàn)由于其精度和工作量的限制也往往需要通 過計(jì)算分析得出更為詳盡和全面的結(jié)果。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是，克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)體液壓 疲勞試驗(yàn)系統(tǒng)，即以液壓進(jìn)行加載對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)體疲勞特性進(jìn)行檢測(cè)的試驗(yàn)系統(tǒng)。為解決該技術(shù)問題，本發(fā)明的技術(shù)方案是提供一種發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)體液壓疲勞試驗(yàn)系統(tǒng)，包括液壓泵站，還包括液壓脈沖加載機(jī) 構(gòu)、信號(hào)測(cè)量與監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、控制系統(tǒng)；其中，所述液壓脈沖加載機(jī)構(gòu)包括依次連接的液壓共 軌模塊、液壓伺服電磁閥、液壓放大器和液壓油缸，液壓油缸與待測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)體相連；所述 信號(hào)測(cè)量與監(jiān)測(cè)系統(tǒng)包括依次電連接的應(yīng)變片、應(yīng)變儀、應(yīng)變模塊，以及電連接的壓力傳感 器與AD模塊，應(yīng)變模塊和AD模塊均經(jīng)下位機(jī)連接至上位機(jī)；所述控制系統(tǒng)包括前述下位機(jī) 和上位機(jī)，其中下位機(jī)為采用美國(guó)NI公司的CRIO控制器，上位機(jī)為內(nèi)置數(shù)據(jù)存儲(chǔ)分析系統(tǒng) 的PC機(jī)；下位機(jī)通過信號(hào)線分別接于液壓共軌模塊、液壓放大器和液壓伺服電磁閥。液壓共軌模塊是一個(gè)具有一路高壓油路進(jìn)口通道和多路與液壓伺服電磁閥連接 的出口通道，并具有一定內(nèi)腔容積的金屬模塊(其內(nèi)腔容積大小應(yīng)與整個(gè)液壓系統(tǒng)的流量相匹配)。主要功能是穩(wěn)定液壓回路中的壓力，消除回路中的壓力波動(dòng)，并完成高壓油路與 多個(gè)液壓伺服電磁閥聯(lián)通。本發(fā)明中，還包括高壓蓄能器和低壓蓄能器；所述液壓伺服電磁閥為三位四通閥， 在閥門不同的啟閉狀態(tài)下，閥門內(nèi)部通道與液壓共軌模塊的內(nèi)部通道分別組成高壓油路和 低壓油路；所述高壓蓄能器與高壓油路連通，低壓蓄能器與低壓油路連通，可分別接于液壓 共軌模塊的兩端。本發(fā)明中，還包括一個(gè)用于承載待測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)體的機(jī)械臺(tái)體；該機(jī)械臺(tái)體包括支 架、手柄、夾臂、導(dǎo)軌、減速機(jī)、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和輪腳，可實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)體的水平移動(dòng)和翻轉(zhuǎn)。本發(fā)明中，還有一個(gè)安全及報(bào)警系統(tǒng)，包括用于檢測(cè)液壓油泄漏、管路堵塞、油箱 液位、油箱溫度、加載壓力不正常、試驗(yàn)試件疲勞破壞或試驗(yàn)超時(shí)的報(bào)警檢測(cè)單元中的至少 一個(gè)；報(bào)警檢測(cè)單元經(jīng)下位機(jī)連接至上位機(jī)，下位機(jī)同時(shí)還通過信號(hào)線連接至總控制開關(guān)。本發(fā)明中，當(dāng)所述試驗(yàn)系統(tǒng)對(duì)待測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)體進(jìn)行試驗(yàn)時(shí)，在待測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)體上 裝有模擬活塞連桿、模擬曲軸和主軸承底座，所有螺栓連接的螺栓力矩都與實(shí)際發(fā)動(dòng)機(jī)裝 配力矩相同。本發(fā)明中，當(dāng)所述試驗(yàn)系統(tǒng)對(duì)待測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)體進(jìn)行試驗(yàn)時(shí)，液壓油缸位于待測(cè)發(fā) 動(dòng)機(jī)機(jī)體上并固定在一起，螺栓力矩與實(shí)際發(fā)動(dòng)機(jī)缸蓋裝配力矩相同。本發(fā)明中，當(dāng)所述試驗(yàn)系統(tǒng)對(duì)待測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)體進(jìn)行試驗(yàn)時(shí)，在模擬活塞連桿上和 試驗(yàn)缸主軸承座上安裝有應(yīng)變片，該應(yīng)變片依次電連接應(yīng)變儀和應(yīng)變模塊，并經(jīng)下位機(jī)連 接至上位機(jī)。實(shí)際運(yùn)用時(shí)可通過應(yīng)變儀及美國(guó)NI公司的信號(hào)采集系統(tǒng)進(jìn)行應(yīng)變采集，利用 所采集的應(yīng)變信號(hào)作為試驗(yàn)發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)體的疲勞破壞的判據(jù)，即通過監(jiān)測(cè)試驗(yàn)發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)體的 應(yīng)變變化來(lái)判斷機(jī)體是否產(chǎn)生裂紋發(fā)生疲勞破壞。本發(fā)明中，所述上位機(jī)中內(nèi)置有一個(gè)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和分析系統(tǒng)，采用Labview軟件編 寫完成，采集的信號(hào)數(shù)據(jù)由下位控制器(美國(guó)NI公司的CRIO控制器)通過信號(hào)線傳輸?shù)?上位機(jī)進(jìn)行存儲(chǔ)和分析。本發(fā)明中，所述液壓共軌模塊是六通道的液壓共軌模塊，共有六路液壓伺服電磁 閥與之相連。可以實(shí)現(xiàn)控制六路液壓伺服電磁閥和相對(duì)應(yīng)的液壓放大器實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)體的單缸 加載和多缸加載(最多可同時(shí)加載六缸)。試驗(yàn)系統(tǒng)在對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)體加載時(shí)，可以根據(jù)試驗(yàn)發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)定不同的加載頻率、加 載載荷大小以及加載波形(正弦波、三角波、矩形波)。既可以用于發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)體疲勞試驗(yàn)，又 可以用于發(fā)動(dòng)機(jī)零部件靜載試驗(yàn)。本發(fā)明的有益效果在于本發(fā)明可以代替目前對(duì)機(jī)體疲勞的實(shí)機(jī)考核工作，大大節(jié)約了試驗(yàn)成本。本發(fā)明可以實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)體的單缸和多缸加載。目前在發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)體疲勞試驗(yàn)方面主要 只進(jìn)行單缸加載試驗(yàn)，再通過計(jì)算得出各缸的疲勞特性，這樣試驗(yàn)本身存在很大的局限性， 不能模擬實(shí)際發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)體所受的載荷，也不能同時(shí)對(duì)各缸進(jìn)行疲勞強(qiáng)度的比較。通過單缸 和多缸加載的方式可以彌補(bǔ)以上局限，提高試驗(yàn)的準(zhǔn)確性。試驗(yàn)系統(tǒng)采用所采集的應(yīng)變信號(hào)作為試驗(yàn)發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)體的疲勞破壞的判據(jù)。目前在 發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)體疲勞試驗(yàn)方面主要采用使試件完成指定加載循環(huán)，試驗(yàn)人員結(jié)束后檢查裂紋或 加載中檢查裂紋的方法，由于裂紋產(chǎn)生的特性導(dǎo)致這種方法所反應(yīng)的機(jī)體疲勞破壞與真實(shí)破壞產(chǎn)生的時(shí)間有較大的誤差。本試驗(yàn)系統(tǒng)，通過實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)試件應(yīng)變變化，可以在更準(zhǔn)確的 時(shí)間內(nèi)反應(yīng)試件疲勞破壞的產(chǎn)生。本實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)既可以用于發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)體疲勞試驗(yàn)，又可以用于發(fā)動(dòng)機(jī)零部件靜載試 驗(yàn)，實(shí)現(xiàn)了功能多樣化。


圖1為試驗(yàn)系統(tǒng)示意圖；圖2機(jī)械臺(tái)體示意圖；圖3液壓脈沖加載機(jī)構(gòu)示意圖；圖4控制系統(tǒng)功能框圖。圖中的附圖標(biāo)記1液壓泵站、2高壓蓄能器、3液壓伺服電磁閥、4共軌模塊、5低壓蓄能器、6液壓放 大器、7液壓缸；8傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、9手柄、10減速器、11支架、12導(dǎo)軌、13輪腳、14夾臂；15單向 閥、16溢流閥、17單向閥、18濾油器、19濾油器、20電動(dòng)機(jī)、21油箱。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式
進(jìn)行詳細(xì)表述。一、發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)體液壓疲勞試驗(yàn)系統(tǒng)的總體構(gòu)成試驗(yàn)臺(tái)由試驗(yàn)臺(tái)架和控制系統(tǒng)兩大部件組成。根據(jù)功能分，它包括液壓泵站1、 液壓脈沖加載機(jī)構(gòu)、機(jī)械臺(tái)體、信號(hào)測(cè)量與監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、安全及報(bào)警系統(tǒng)、數(shù)據(jù)存儲(chǔ) 分析系統(tǒng)等。試驗(yàn)系統(tǒng)如圖1所示。二、試驗(yàn)系統(tǒng)各部分介紹1、液壓泵站如圖3所示，液壓泵站1主要作用是為系統(tǒng)提供液壓動(dòng)力，向液壓加載機(jī)構(gòu)提供一 定壓力、一定流量的液壓油。本試驗(yàn)系統(tǒng)的液壓泵站為壓力流量復(fù)合控制柱塞泵構(gòu)成的可 卸荷恒壓變量泵，在電動(dòng)機(jī)20的驅(qū)動(dòng)下，液壓泵站1由油箱21中吸油向共軌閥組提供壓力 油。2、液壓脈沖加載機(jī)構(gòu)如圖1、3所示，液壓脈沖加載機(jī)構(gòu)主要包括共軌模塊4、六路液壓伺服電磁閥3、液 壓放大器6、液壓油缸7、高壓蓄能器2和低壓蓄能器5組成。共軌模塊4與高壓蓄能器2和低壓蓄能器5組成壓力穩(wěn)定系統(tǒng)，保持一定的加載 壓力，其中高壓蓄能器2位于高壓油路，低壓蓄能器5位于低壓油路；液壓伺服電磁閥為三 位四通閥，其中P為高壓油路、T為回油油路、A為加載油路、X路封閉，P與A連通時(shí)高壓油 進(jìn)入液壓缸進(jìn)行加載，T與A連通時(shí)液壓缸回油到低壓油路，P或T與X接通時(shí)都處于封閉 狀態(tài)；液壓放大器用于對(duì)液壓壓力的放大，以提供更大的加載載荷；液壓油缸執(zhí)行對(duì)發(fā)動(dòng) 機(jī)機(jī)體的加載。具體實(shí)施過程為液壓泵站1在電動(dòng)機(jī)20的帶動(dòng)下，從油箱21中吸油，產(chǎn)生高壓 油，高壓油經(jīng)過濾油器19和單向閥15進(jìn)入高壓油路(當(dāng)此時(shí)高壓油壓力過高超過溢流閥 16的設(shè)定壓力時(shí)，溢流閥16打開，高壓油經(jīng)濾油器18流回油箱21)；高壓蓄能器2與高壓油路相連，穩(wěn)定高壓油路內(nèi)壓力；當(dāng)指定六路中的液壓伺服電磁閥(圖中省略的電磁閥與 其它電磁閥一樣)加載時(shí)，電磁閥接通P與A路通道，液壓壓力經(jīng)過液壓放大器6放大，由 液壓缸7加載到發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)體上；加載完畢后，T與A接通，液壓缸回油到低壓油路；低壓油通 過單向閥17和濾油器流回到油箱21。通過對(duì)液壓伺服電磁閥和液壓油路壓力的控制可以實(shí)現(xiàn)在加載過程中加載頻率、 加載載荷、加載波形的控制。3、機(jī)械臺(tái)體如圖2所示，機(jī)械臺(tái)體包括支架11、手柄9、夾臂14、導(dǎo)軌12、減速器10、傳動(dòng)機(jī)構(gòu) 8和輪腳13。夾臂14可以沿導(dǎo)軌12移動(dòng)，根據(jù)試件大小進(jìn)行調(diào)整，將試件夾緊后夾臂與試 件間用螺栓連接，每個(gè)夾臂有三個(gè)連接螺栓。整個(gè)臺(tái)體有四個(gè)輪腳，可以通過輪腳13水平 移動(dòng)，也可以通過轉(zhuǎn)動(dòng)手柄9實(shí)現(xiàn)試件的翻轉(zhuǎn)。試驗(yàn)準(zhǔn)備過程中，用夾臂14夾緊試件，再通過移動(dòng)臺(tái)體，翻轉(zhuǎn)試件完成與其他試 驗(yàn)設(shè)備的裝配；試驗(yàn)時(shí)，將發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)體試件轉(zhuǎn)到正常的水平位置，上面安裝液壓油缸。4、信號(hào)測(cè)量與監(jiān)測(cè)系統(tǒng)本試驗(yàn)系統(tǒng)的信號(hào)測(cè)量與監(jiān)測(cè)主要分為應(yīng)變信號(hào)的測(cè)量與監(jiān)測(cè)和壓力信號(hào)的測(cè) 量與監(jiān)測(cè)。對(duì)于應(yīng)變信號(hào)，通過應(yīng)變片、應(yīng)變儀以及美國(guó)NI公司的9237應(yīng)變模塊、下位機(jī) (CRI0控制器)和上位機(jī)(PC機(jī))完成。對(duì)于壓力信號(hào)，通過壓力傳感器、美國(guó)NI公司的 9201AD模塊、位機(jī)(CRI0控制器)和上位機(jī)(PC機(jī))完成。所采集的信號(hào)通過信號(hào)線依次 連接上位計(jì)算機(jī)和下位控制計(jì)算機(jī)。對(duì)于應(yīng)變信號(hào)的監(jiān)測(cè)，主要用于對(duì)機(jī)體試件疲勞破壞的判定，當(dāng)應(yīng)變變化連續(xù)超 出預(yù)定的范圍后，系統(tǒng)就會(huì)判定機(jī)體試件發(fā)生疲勞破壞。對(duì)于壓力信號(hào)的監(jiān)測(cè)，一是為了對(duì) 載荷進(jìn)行反饋控制，一是為了出現(xiàn)異常時(shí)報(bào)警、停機(jī)。5、控制系統(tǒng)液壓疲勞試驗(yàn)臺(tái)的控制系統(tǒng)功能框圖如圖4所示，本系統(tǒng)采用上下位機(jī)結(jié)構(gòu)，上 位計(jì)算機(jī)為PC機(jī)，下位控制器采用美國(guó)NI公司的嵌入式控制器CRI09004，它包含一個(gè)實(shí) 時(shí)控制器與三百萬(wàn)門可重配置的現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列(FPGA)芯片，并且包含8個(gè)熱插拔工業(yè) I/O插槽，可容易實(shí)現(xiàn)對(duì)應(yīng)變、壓力等信號(hào)的測(cè)量和伺服閥的控制輸出。試驗(yàn)過程中，下位機(jī)將控制過程中的應(yīng)變、壓力等信號(hào)通信給上位機(jī)以供上位機(jī) 顯示、存儲(chǔ)、分析；上位機(jī)又將控制參數(shù)(包括FPGA程序)通信給下位機(jī)，通過下位機(jī)控制 液壓加載系統(tǒng)和安全報(bào)警系統(tǒng)。整個(gè)控制程序基于NI公司的LabVIEW開發(fā)平臺(tái)完成，具有 較高的可靠性和準(zhǔn)確性。6、安全及報(bào)警系統(tǒng)為保證試驗(yàn)的安全進(jìn)行，試驗(yàn)系統(tǒng)設(shè)有多重報(bào)警裝置。主要有液壓油泄漏、管路 堵塞、油箱液位、油箱溫度、加載壓力、試驗(yàn)試件疲勞破壞、試驗(yàn)超時(shí)。當(dāng)出現(xiàn)異常時(shí)，報(bào)警系 統(tǒng)進(jìn)行故障報(bào)警，并自動(dòng)切斷試驗(yàn)系統(tǒng)電源，停止整個(gè)系統(tǒng)的一切動(dòng)作，并在PC機(jī)上顯示 故障類別。7、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)分析系統(tǒng)試驗(yàn)中所有的測(cè)量結(jié)果，包括最終的試驗(yàn)結(jié)果，都保存于上位機(jī)指定的位置。上位 機(jī)軟件中數(shù)據(jù)的管理都是在數(shù)據(jù)庫(kù)中進(jìn)行的，既便于操作，也保證了數(shù)據(jù)的安全性。數(shù)據(jù)操作生成兩個(gè)文件，一個(gè)為試驗(yàn)信息，另一個(gè)為試驗(yàn)數(shù)據(jù)。試驗(yàn)信息包括試驗(yàn)編號(hào)、試驗(yàn)日期、試件參數(shù)、試驗(yàn)人員、試驗(yàn)地點(diǎn)等試驗(yàn)相關(guān)信 息；試驗(yàn)數(shù)據(jù)主要是試驗(yàn)系統(tǒng)試驗(yàn)過程中采集的試驗(yàn)數(shù)據(jù)，主要有應(yīng)變信號(hào)、壓力信號(hào)、循 環(huán)次數(shù)、疲勞狀態(tài)等。試驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析主要是在試驗(yàn)過程中進(jìn)行監(jiān)測(cè)時(shí)疲勞破壞的判斷和壓力狀態(tài)判 斷，以及試驗(yàn)結(jié)束后對(duì)數(shù)據(jù)的過后分析，得出試驗(yàn)試件的疲勞特性相關(guān)參數(shù)。三試驗(yàn)系統(tǒng)實(shí)施1.試驗(yàn)準(zhǔn)備工作首先，調(diào)試準(zhǔn)備液壓系統(tǒng)，包括液壓泵站1和液壓脈沖加載機(jī)構(gòu)。確保管路通常、 液壓油壓力溫度正常、油箱液位正常、蓄能器工作指標(biāo)正常、各個(gè)電磁閥狀態(tài)正常、電氣控 制系統(tǒng)正常。其次，試件的安裝。1)將機(jī)體固定在支架11上；2)在試驗(yàn)缸主軸承座粘貼應(yīng)變片；3)在試驗(yàn)用模擬活塞連桿上粘貼應(yīng)變片；4)完成模擬活塞連桿與模擬曲軸裝配，并裝入試驗(yàn)缸內(nèi)；5)將主軸承底座安裝于機(jī)體上，螺栓力矩與發(fā)動(dòng)機(jī)裝配力矩相同；6)搖動(dòng)手柄，將機(jī)體調(diào)整至垂直位置；7)安裝支撐底座；8)安裝液壓增壓油缸到機(jī)體上，確保液壓油缸底面與模擬活塞頂面可靠性接觸， 通過螺栓將液壓油缸與機(jī)體固定在一起，螺栓力矩與發(fā)動(dòng)機(jī)缸蓋安裝力矩相同；9)安裝缸內(nèi)壓力傳感器；10)連接共軌模塊與液壓油缸高壓油管；11)試件應(yīng)變采集和壓力采集連接線接入控制柜內(nèi)采集模塊，確保連線正確。最后，完成上位機(jī)軟件安裝，整個(gè)控制系統(tǒng)自檢正常。2.試驗(yàn)過程準(zhǔn)備過程完畢后，將進(jìn)行試驗(yàn)過程。首先，對(duì)試驗(yàn)參數(shù)進(jìn)行設(shè)置，包括試驗(yàn)編號(hào)、試驗(yàn)日期、試驗(yàn)人員、試驗(yàn)地點(diǎn)、試驗(yàn) 單位、安全系數(shù)、動(dòng)態(tài)系數(shù)、液壓放大器載荷放大倍數(shù)等試驗(yàn)相關(guān)信息；還包括試驗(yàn)發(fā)動(dòng)機(jī) 相關(guān)信息，如型號(hào)、缸徑、供油方式、沖程、標(biāo)定功率和標(biāo)定轉(zhuǎn)速、壓縮比、汽缸數(shù)、氣門數(shù)、 最大轉(zhuǎn)矩等。其次，設(shè)置完畢后，系統(tǒng)進(jìn)行自檢，判斷是否正常。最后，試驗(yàn)系統(tǒng)各部分開始工作，進(jìn)行發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)體疲勞試驗(yàn)。試驗(yàn)過程中，上位機(jī) 監(jiān)測(cè)界面顯示各部分監(jiān)測(cè)信息，試驗(yàn)連續(xù)進(jìn)行直到系統(tǒng)發(fā)生故障、機(jī)體疲勞破壞判定成功、 指定試驗(yàn)循環(huán)結(jié)束或者人為關(guān)閉系統(tǒng)。試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行保存完成試驗(yàn)。以上公布的僅是本發(fā)明的具體實(shí)施例。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員能從本發(fā)明公開的 內(nèi)容直接導(dǎo)出或聯(lián)想到的所有變形，均應(yīng)認(rèn)為是本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)體液壓疲勞試驗(yàn)系統(tǒng)，包括液壓泵站，其特征在于，還包括液壓脈沖加 載機(jī)構(gòu)、信號(hào)測(cè)量與監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、控制系統(tǒng)；其中，液壓脈沖加載機(jī)構(gòu)包括依次連接的液壓共軌模塊、液壓伺服電磁閥、液壓放大器和液 壓油缸，液壓油缸與待測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)體相連；信號(hào)測(cè)量與監(jiān)測(cè)系統(tǒng)包括依次電連接的應(yīng)變片、應(yīng)變儀、應(yīng)變模塊，以及電連接的壓力 傳感器與AD模塊，應(yīng)變模塊和AD模塊均經(jīng)下位機(jī)連接至上位機(jī)；控制系統(tǒng)包括前述下位機(jī)和上位機(jī)，其中下位機(jī)為CRIO控制器，上位機(jī)為內(nèi)置數(shù)據(jù)存 儲(chǔ)分析系統(tǒng)的PC機(jī)；下位機(jī)通過信號(hào)線分別接于液壓共軌模塊、液壓放大器和液壓伺服電 磁閥。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)體液壓疲勞試驗(yàn)系統(tǒng)，其特征在于，還包括高壓蓄 能器和低壓蓄能器；所述液壓伺服電磁閥為三位四通閥，在閥門不同的啟閉狀態(tài)下，閥門內(nèi) 部通道與液壓共軌模塊的內(nèi)部通道分別組成高壓油路和低壓油路；所述高壓蓄能器與高壓 油路連通，低壓蓄能器與低壓油路連通。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)體液壓疲勞試驗(yàn)系統(tǒng)，其特征在于，還包括一個(gè)機(jī) 械臺(tái)體；該機(jī)械臺(tái)體包括支架、手柄、夾臂、導(dǎo)軌、減速機(jī)、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和輪腳。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)體液壓疲勞試驗(yàn)系統(tǒng)，其特征在于，還有一個(gè)安全 及報(bào)警系統(tǒng)，包括用于檢測(cè)液壓油泄漏、管路堵塞、油箱液位、油箱溫度、加載壓力不正常、 試驗(yàn)試件疲勞破壞或試驗(yàn)超時(shí)的報(bào)警檢測(cè)單元中的至少一個(gè)；報(bào)警檢測(cè)單元經(jīng)下位機(jī)連接 至上位機(jī)，下位機(jī)同時(shí)還通過信號(hào)線連接至總控制開關(guān)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)體液壓疲勞試驗(yàn)系統(tǒng)，其特征在于，當(dāng)所述試驗(yàn)系 統(tǒng)對(duì)待測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)體進(jìn)行試驗(yàn)時(shí)，在待測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)體上裝有模擬活塞連桿、模擬曲軸和主 軸承底座，所有螺栓連接的螺栓力矩都與實(shí)際發(fā)動(dòng)機(jī)裝配力矩相同。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)體液壓疲勞試驗(yàn)系統(tǒng)，其特征在于，當(dāng)所述試驗(yàn)系 統(tǒng)對(duì)待測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)體進(jìn)行試驗(yàn)時(shí)，液壓油缸位于待測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)體上并固定在一起，螺栓力 矩與實(shí)際發(fā)動(dòng)機(jī)缸蓋裝配力矩相同。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)體液壓疲勞試驗(yàn)系統(tǒng)，其特征在于，當(dāng)所述試驗(yàn)系 統(tǒng)對(duì)待測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)體進(jìn)行試驗(yàn)時(shí)，在模擬活塞連桿上和試驗(yàn)缸主軸承座上安裝有應(yīng)變片， 該應(yīng)變片依次電連接應(yīng)變儀和應(yīng)變模塊，并經(jīng)下位機(jī)連接至上位機(jī)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)體液壓疲勞試驗(yàn)系統(tǒng)，其特征在于，所述上位機(jī)中 內(nèi)置有一個(gè)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和分析系統(tǒng)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)體液壓疲勞試驗(yàn)系統(tǒng)，其特征在于，所述液壓共軌 模塊是六通道的液壓共軌模塊，共有六路液壓伺服電磁閥與之相連。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于發(fā)動(dòng)機(jī)試驗(yàn)的設(shè)備，旨在提供一種發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)體液壓疲勞試驗(yàn)系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括液壓泵站、液壓脈沖加載機(jī)構(gòu)、信號(hào)測(cè)量與監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、控制系統(tǒng)；其中液壓脈沖加載機(jī)構(gòu)包括依次連接的液壓共軌模塊、液壓伺服電磁閥、液壓放大器和液壓油缸，液壓油缸與待測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)體相連。本發(fā)明可以代替目前對(duì)機(jī)體疲勞的實(shí)機(jī)考核工作，大大節(jié)約了試驗(yàn)成本，實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)體的單缸和多缸加載。試驗(yàn)系統(tǒng)采用所采集的應(yīng)變信號(hào)作為試驗(yàn)發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)體的疲勞破壞的判據(jù)。既可以用于發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)體疲勞試驗(yàn)，又可以用于發(fā)動(dòng)機(jī)零部件靜載試驗(yàn)，實(shí)現(xiàn)了功能多樣化。
文檔編號(hào)G01N3/12GK102053039SQ20101059028
公開日2011年5月11日 申請(qǐng)日期2010年12月7日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月7日
發(fā)明者俞小莉, 劉宏瑞, 劉震濤, 張鵬偉, 沈瑜銘, 齊放 申請(qǐng)人:浙江大學(xué)