氣缸套疲勞試驗裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種新型氣缸套疲勞試驗裝置，承壓缸體（1）上設(shè)置有用于支撐氣缸套（3）的環(huán)形沉槽（13）和環(huán)形密封凸起（14），上口設(shè)置有與組合缸蓋（2）相配合的沉孔，在進油孔（6）和缸內(nèi)壓力監(jiān)測孔（7）的上端口處分別設(shè)置有進油接口和傳感器接口，氣缸套（3）設(shè)置在承壓缸體（1）內(nèi)，組合缸蓋（2）密封套裝在所述的組合缸蓋（2）的沉孔和氣缸套（3）內(nèi)，組合缸蓋（2）與氣缸套（3）連接處設(shè)置有氣缸墊（4），氣缸套（3）的上沿口與所述的模擬燃燒室凹腔形成模擬燃燒室（8）。本發(fā)明消除了缸內(nèi)密封隱患，提高了試驗過程的穩(wěn)定性，擴大了缸內(nèi)壓力調(diào)整范圍，有利于氣缸套疲勞考核與故障再現(xiàn)試驗的進行。
【專利說明】氣缸套疲勞試驗裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于氣缸套疲勞試驗領(lǐng)域，具體涉及一種氣缸套疲勞試驗裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]氣缸套作為發(fā)動機燃燒室的組成零件，工作中承受著高溫、高壓的周期性作用，其結(jié)構(gòu)強度及疲勞可靠性至關(guān)重要。特別是缸套凸肩部位由于超載、超速、剛度不足等各種因素的影響下出現(xiàn)凸肩斷裂的故障。產(chǎn)品開發(fā)階段為了及時發(fā)現(xiàn)氣缸套疲勞強度的薄弱環(huán)節(jié)，驗證方案的可行性，往往會在計算仿真的基礎(chǔ)上進行部件疲勞試驗。氣缸套疲勞試驗一般分為兩種，一種是整機搭載疲勞試驗，一種機械部件疲勞試驗。前者試驗過程繁瑣、費用高、風(fēng)險大、效率低。但是，氣缸套工作環(huán)境真實，載荷綜合作用明顯，可信度高等。后者利用液體壓力模擬氣體壓力，試驗頻率低，缺失熱力影響，載荷作用單一；優(yōu)點是試驗過程簡單，裝配方便，成本低，試驗樣本數(shù)量、方案等變化靈活，載荷控制方便，工況模擬范圍大等。另夕卜，氣缸套部件疲勞試驗主要集中在預(yù)緊與缸內(nèi)壓力的影響作用，有利于考察其對爆發(fā)壓力的承受能力。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題就是要提供一種提高氣缸套部件疲勞試驗內(nèi)壓和穩(wěn)定性的高效氣缸套疲勞試驗裝置。
[0004]本發(fā)明采用的技術(shù)方案:一種新型氣缸套疲勞試驗裝置，包括承壓缸體1、組合缸蓋2、氣缸套3和氣缸墊4，承壓缸體I下部呈法蘭形式通過地腳螺栓固定在試驗室地基板上，其上設(shè)置有用于支撐氣缸套3的環(huán)形沉槽13和環(huán)形密封凸起14，上口設(shè)置有與組合缸蓋2相配合的沉孔,組合缸蓋2由非標氣缸蓋15和非標活塞16組成一個整體,其上設(shè)置有進油孔6、缸內(nèi)壓力監(jiān)測孔7，在進油孔6和缸內(nèi)壓力監(jiān)測孔7的上端口處分別設(shè)置有進油接口和傳感器接口，組合缸蓋2的底端設(shè)置有模擬燃燒室凹腔，氣缸套3安設(shè)置在承壓缸體I內(nèi)，通過其上口處的凸出的環(huán)形外圈卡接在氣缸套3的環(huán)形沉槽13內(nèi)，下部密封壓插裝在環(huán)形密封凸起14上，組合缸蓋2密封套裝在所述的組合缸蓋2的沉孔內(nèi)，組合缸蓋2與氣缸套3連接處設(shè)置有氣缸墊4，其中氣缸套3的上沿口與所述的組合缸蓋2的模擬燃燒室凹腔形成模擬燃燒室8。
[0005]本發(fā)明的有益效果:
本發(fā)明是在過去發(fā)動機本體部件氣缸套疲勞試驗裝置的基礎(chǔ)上減少了非標數(shù)量，簡化了試驗構(gòu)件，模擬主要載荷作用，消除了缸內(nèi)密封隱患，提高了試驗過程的穩(wěn)定性，擴大了缸內(nèi)壓力調(diào)整范圍，有利于氣缸套疲勞考核與故障再現(xiàn)試驗的進行。具體的優(yōu)點有:
⑴該試驗裝置主要由試驗缸體和組合缸蓋組成，其結(jié)構(gòu)簡單，機械強度高，承載穩(wěn)定，裝配方便，制造成本低，功能齊全；
⑵該裝置對氣缸套的支撐采用工程實際結(jié)構(gòu)，定位準確，間隙控制及支撐狀態(tài)一致，水套密封完整，具有一定的真實性； (3)缸內(nèi)密封采用多級結(jié)構(gòu)，有效地保證了缸內(nèi)壓力模擬的基礎(chǔ)上，實現(xiàn)了氣缸墊與氣缸套剛度實際匹配。保證了試驗過程的穩(wěn)定性與壓力變化；
⑷缸蓋螺栓嚴格按照整機布置，使氣缸套在預(yù)緊力的作用下形成基本預(yù)變形，具備動載荷作用的基礎(chǔ)；
(5)缸內(nèi)燃燒室考慮了活塞頂隙及活塞第一道環(huán)槽上部間隙中燃氣對氣缸套的作用加大進油量，消除了可壓縮空氣的存在，使其受力更加充分。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0006]圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2為承壓缸體的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0007]如圖1所示，承壓缸體I是試驗裝置的主支撐結(jié)構(gòu)，其具有模擬機體剛度狀態(tài)，支撐試驗氣缸套3，連接組合缸蓋2以及輔助缸內(nèi)密封作用。承壓缸體下部呈法蘭形式穩(wěn)坐試驗室地基板上，并且可以利用地腳螺栓加以緊固；該結(jié)構(gòu)內(nèi)腔按照整機氣缸孔水套形式進行設(shè)計，設(shè)置氣缸套上下支撐與密封結(jié)構(gòu)，形成模擬水套，保證試驗氣缸套3支撐狀態(tài)與整機一致。承壓缸體I周圍設(shè)計的缸蓋螺栓孔根據(jù)整機要求布置，在預(yù)緊時保持氣缸套受力合理。另外，承壓缸體I設(shè)計與組合缸蓋2的配合沉孔，可以輔助進行缸內(nèi)密封。
[0008]組合缸蓋2是非標氣缸蓋15和非標活塞16的組合體，它可以起到原有氣缸蓋與活塞的綜合作用，并與試驗氣缸套3形成模擬燃燒室8。組合缸蓋2上部布置氣缸蓋螺栓孔、進油孔6、缸內(nèi)壓力監(jiān)測孔7以及模擬燃燒室8。組合缸蓋2上下各開設(shè)兩道密封槽，內(nèi)設(shè)置有O形密封圈9，用于缸內(nèi)密封。組合缸蓋2頂部分別開設(shè)進油孔6和缸內(nèi)壓力監(jiān)測孔7的進油接口和傳感器接口。
[0009]該試驗裝置的密閉空間就是模擬燃燒室8，燃燒室下部利用試驗氣缸套3和組合缸蓋2通過徑向密封的方法加以密封；設(shè)置的兩道密封槽，均設(shè)置有O形密封圈加擋圈結(jié)構(gòu)。燃燒室上部利用組合缸蓋2、氣缸墊4、氣缸套3三件平面接觸進行密封，保持了整機的接觸與密封狀態(tài)。組合缸蓋2和承壓缸體I間的兩道徑向密封結(jié)構(gòu)可以完成燃燒室二次密封。除此之外保留了氣缸套水套的密封結(jié)構(gòu)，一方面確保氣缸套的支撐剛度，另一方面可以輔助完成缸內(nèi)密封。
[0010]本發(fā)明的氣缸套疲勞試驗裝置中氣缸套3預(yù)緊利用缸蓋螺栓5完成。缸蓋螺栓5可以是螺栓或者雙頭螺柱螺母，其選取原則是保持緊固件剛度與整機基本相同，預(yù)緊力大小及安裝規(guī)范嚴格按照整機要求執(zhí)行。
[0011]本發(fā)明裝置的壓力模擬與監(jiān)測:氣缸套3工作中所承受的燃氣壓力是在活塞處于上止點附近時達到最大，因此，氣缸套疲勞試驗裝置將燃燒室空間控制在這個時候的狀態(tài)，并且考慮活塞氣環(huán)上部的狹小空間而稍有加大；通過進油孔6注入液壓油，模擬氣缸套承受氣體作用；壓力監(jiān)測孔7與壓力傳感器連接，時時監(jiān)控缸內(nèi)壓力；電液伺服系統(tǒng)產(chǎn)生脈動載荷不斷觸動缸內(nèi)壓力變化使試驗氣缸套承受周期性作用進而實現(xiàn)氣缸套疲勞試驗考核。
【權(quán)利要求】
1.一種新型氣缸套疲勞試驗裝置，其特征是:包括承壓缸體(I)、組合缸蓋(2)、氣缸套(3)和氣缸墊(4)，承壓缸體(I)下部呈法蘭形式通過地腳螺栓固定在試驗室地基板上，其上設(shè)置有用于支撐氣缸套(3)的環(huán)形沉槽(13)和環(huán)形密封凸起(14)，上口設(shè)置有與組合缸蓋(2)相配合的沉孔,組合缸蓋(2)由非標氣缸蓋(15)和非標活塞(16)組成一個整體,其上設(shè)置有進油孔(6)、缸內(nèi)壓力監(jiān)測孔(7)，在進油孔(6)和缸內(nèi)壓力監(jiān)測孔(7)的上端口處分別設(shè)置有進油接口和傳感器接口，組合缸蓋(2)的底端設(shè)置有模擬燃燒室凹腔，氣缸套(3)安設(shè)置在承壓缸體(I)內(nèi)，通過承壓缸體(I)中的環(huán)形沉槽(13)和環(huán)形密封凸起(14)作為支撐，限制缸套移動與水套密封，組合缸蓋(2)密封套裝在所述的組合缸蓋(2)的沉孔內(nèi)，組合缸蓋(2 )與氣缸套(3 )連接處設(shè)置有氣缸墊(4)，其中氣缸套(3 )的上沿口與所述的組合缸蓋(2)的模擬燃燒室凹腔形成模擬燃燒室(8)。
【文檔編號】G01M13/00GK103759926SQ201310673348
【公開日】2014年4月30日 申請日期:2013年12月12日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月12日
【發(fā)明者】狄建兵, 許春光, 侯曄星, 唐智, 錢志高, 張曉靜, 衛(wèi)軍朝 申請人:中國北方發(fā)動機研究所(天津)