一種氣門高溫疲勞試驗(yàn)機(jī)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種實(shí)驗(yàn)測(cè)試設(shè)備，具體涉及一種氣門高溫疲勞試驗(yàn)機(jī)。
【背景技術(shù)】
[0002]氣門、排氣門和氣門座圈是發(fā)動(dòng)機(jī)配氣機(jī)構(gòu)中的精密部件，氣門頭部與氣門座圈配合對(duì)氣缸起密封作用并控制新鮮空氣的吸入與廢氣的排出。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)，氣門座圈在每分鐘內(nèi)要經(jīng)受上千次的交變循環(huán)沖擊載荷，在高溫作用下，氣門錐面上還沉積有燃燒不完全的產(chǎn)物，因而氣門座圈承受著機(jī)械沖擊負(fù)荷、高溫和燃燒氣侵蝕這幾個(gè)方面的綜合作用，這些綜合作用將直接影響到發(fā)動(dòng)機(jī)的油耗、工作性能、輸出功率和服役壽命。
[0003]空頭氣門是氣門生產(chǎn)中的一種特殊形式，新型的高速高負(fù)荷發(fā)動(dòng)機(jī)在不斷涌現(xiàn)，原有常規(guī)實(shí)心氣門雖然已作了強(qiáng)化處理，但已不能滿足需要。發(fā)動(dòng)機(jī)只有進(jìn)排氣門采用了空心氣門，才能確保達(dá)到高性能指標(biāo)?？疹^充鈉氣門具有以下突出優(yōu)點(diǎn):首先，降低氣門工作溫度?？疹^氣門在內(nèi)部充入約占空腔體積60 %的金屬鈉，鈉在97.5°C下熔化，其比重為
0.97g/cm3。工作時(shí)鈉在空腔中隨著發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)作相應(yīng)竄動(dòng)，液態(tài)的金屬鈉迅速地沖刷氣門盤端面和桿部?jī)?nèi)腔，將氣門盤端面和頸部熱量迅速通過桿和外部導(dǎo)管傳遞給冷卻循環(huán)系統(tǒng)。經(jīng)試驗(yàn)測(cè)得采用空心充鈉氣門溫降可以達(dá)到80°C至150°C。此外，空頭氣門能夠較大程度減少氣門質(zhì)量。盡管配氣機(jī)構(gòu)對(duì)整個(gè)汽車輕量化的貢獻(xiàn)很小，但是它會(huì)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的性能產(chǎn)生巨大的影響。進(jìn)、排氣門的慣性重量約占配氣機(jī)構(gòu)的40%，氣門的輕量化可減少氣門彈簧的負(fù)荷，進(jìn)而減少摩擦損失。氣門質(zhì)量的減輕不僅有利于整機(jī)質(zhì)量的減輕，也可以提升氣門的動(dòng)態(tài)特性，有助于提高配氣機(jī)構(gòu)的開閉速度及精確控制能力，從而提升發(fā)動(dòng)機(jī)的性能、降低汽車油耗和排放。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)問題，本實(shí)用新型的目的是:提供一種氣門高溫疲勞試驗(yàn)機(jī)。
[0005]本實(shí)用新型的目的通過下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):一種氣門高溫疲勞試驗(yàn)機(jī)，包括氣門座圈、氣門、沖擊加載裝置、氣門夾持裝置以及用于對(duì)氣門端面進(jìn)行加熱的加熱系統(tǒng)，沖擊加載裝置包括沖擊架以及設(shè)置在所述沖擊架上的偏心輪、推桿、碟形彈簧組、驅(qū)動(dòng)電機(jī)以及推動(dòng)氣門向氣門座圈沖擊同時(shí)通過氣門的沖擊端頭對(duì)氣門座圈施加壓力的加載桿，驅(qū)動(dòng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)偏心輪轉(zhuǎn)動(dòng)，推桿下端面與偏心輪相接觸，加載桿設(shè)置于推桿上方，碟形彈簧組安裝在推桿與加載桿之間，氣門夾持裝置與氣門連接，氣門設(shè)置在加載桿上方。
[0006]優(yōu)選的，所述沖擊加載裝置還包括導(dǎo)向機(jī)構(gòu)，導(dǎo)向機(jī)構(gòu)包括支撐桿、上直線移動(dòng)軸承、下直線移動(dòng)軸承以及承載板，支撐桿一端固定在沖擊架上，另一端與承載板連接，下直線移動(dòng)軸承安裝到承載板上，上直線移動(dòng)軸承安裝到?jīng)_擊架上，推桿穿接在下直線移動(dòng)軸承中，加載桿穿接到上直線移動(dòng)軸承中。
[0007]優(yōu)選的，推桿包括推桿主體和沖擊調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，沖擊調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)包括調(diào)整桿體以及調(diào)節(jié)螺桿，調(diào)節(jié)螺桿通過螺紋連接到調(diào)整桿體上端，調(diào)整桿體底部與偏心輪相接觸，調(diào)節(jié)螺桿頂部連接到推桿主體的底部上；
[0008]還包括滾動(dòng)軸承以及軸承連接軸，調(diào)整桿體底部開設(shè)有軸承槽，所述滾動(dòng)軸承通過軸承連接軸安裝到軸承槽中，滾動(dòng)軸承的外圈與偏心輪相接觸。
[0009]優(yōu)選的，偏心輪的最高點(diǎn)與最低點(diǎn)高度差大于沖擊端頭與氣門座圈之間的距離。
[0010]優(yōu)選的，氣門夾持裝置包括夾座以及沖擊力調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，所述沖擊力調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)包括固定架、沖擊調(diào)節(jié)螺桿以及氣門彈簧，固定架上開設(shè)有螺紋調(diào)節(jié)孔，所述沖擊調(diào)節(jié)螺桿連接到螺紋調(diào)節(jié)孔中，氣門彈簧一端連接到?jīng)_擊調(diào)節(jié)螺桿底部，另一端連接到夾座上，氣門的氣門桿安裝到夾座上。
[0011]優(yōu)選的，所述夾座包括夾座本體、頂推螺栓、頂推彈簧以及頂推球，夾座本體上開設(shè)有供氣門的氣門桿插入的桿槽，桿槽的壁面上開設(shè)有通孔，氣門的氣門桿插入桿槽的部分上開設(shè)有供所述頂推球卡入的卡槽，頂推螺栓、頂推彈簧以及頂推球均設(shè)置于通孔中，頂推螺栓連接在通孔的外側(cè)孔口中，頂推球設(shè)置在通孔的內(nèi)側(cè)孔口中，頂推彈簧兩端分別連接到頂推螺栓和頂推球上。
[0012]優(yōu)選的，還包括氣門調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，所述氣門調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)包括行程調(diào)節(jié)架以及用于調(diào)節(jié)所述行程調(diào)節(jié)架上升或下降的行程調(diào)節(jié)手輪，行程調(diào)節(jié)架包括絲桿、絲母、上橫梁、上軸承、下軸承以及調(diào)節(jié)橫板，所述氣門座圈和氣門夾持裝置設(shè)置在調(diào)節(jié)橫板上，絲桿通過所述絲母與調(diào)節(jié)橫板連接，絲桿下端通過下軸承連接在沖擊架上，絲桿上部通過上軸承與上橫梁連接，所述行程調(diào)節(jié)手輪固定在絲桿頂端。
[0013]優(yōu)選的，還包括設(shè)置于氣門的沖擊端頭上方的氣門座圈夾座，氣門座圈夾座包括座圈夾具以及缸體，氣門座圈安裝到座圈夾具上，座圈夾具安裝到缸體上，氣門的氣門桿穿過氣門座圈、座圈夾具以及缸體連接到氣門夾持裝置上，加熱系統(tǒng)包括熱風(fēng)機(jī)、與熱風(fēng)機(jī)連接的熱風(fēng)輸送管道以及用于加熱氣門的沖擊端頭的加熱器，缸體上開設(shè)有與熱風(fēng)輸送管道連接的且將熱風(fēng)機(jī)產(chǎn)生的熱風(fēng)向氣門座圈輸送的熱氣流道。
[0014]優(yōu)選的，還設(shè)置有冷卻系統(tǒng)，所述冷卻系統(tǒng)包括冷卻水套以及開設(shè)在缸體上的冷卻水室，所述冷卻水室位于熱氣流道上方，冷卻水套包圍在加載桿外壁面上，所述加熱器設(shè)置于冷卻水套上方，熱風(fēng)輸送管道上開設(shè)有滴油口。
[0015]優(yōu)選的，還包括測(cè)力裝置以及當(dāng)氣門座圈損壞后控制停機(jī)的控制系統(tǒng)，所述測(cè)力裝置設(shè)置于加載桿與碟形彈簧組之間，測(cè)力裝置將檢測(cè)到的數(shù)據(jù)發(fā)送到控制系統(tǒng)。
[0016]本實(shí)用新型相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)具有如下的優(yōu)點(diǎn)及效果:
[0017]1、本實(shí)用新型采用偏心輪驅(qū)動(dòng)碟形彈簧組進(jìn)行加載的結(jié)構(gòu)，能充分利用碟形彈簧組的小應(yīng)變大應(yīng)力特性，能夠?qū)忾T的沖擊端頭施加較大的力，從而實(shí)現(xiàn)快速疲勞試驗(yàn)，而偏心輪的小角度升程曲線，能夠大大降低驅(qū)動(dòng)電機(jī)的功率。在工作過程中，碟形彈簧組的壓縮力不超過其設(shè)計(jì)最大值的40%，因此其具有較長(zhǎng)的使用壽命。此外，相比于采用液壓加載，機(jī)械式加載的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單可靠，零件可靠性高，故障后也容易更換。可見，本實(shí)用新型可靠性高，壽命長(zhǎng)，能夠?qū)忾T座圈進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間的試驗(yàn)。
[0018]2、本實(shí)用新型能很好的模擬發(fā)動(dòng)機(jī)氣門工作環(huán)境從而對(duì)氣門座圈進(jìn)行高溫疲勞試驗(yàn)，避免了發(fā)動(dòng)機(jī)整機(jī)臺(tái)架試驗(yàn)和實(shí)際發(fā)動(dòng)機(jī)綜合考察周期的冗長(zhǎng)以及復(fù)雜，本實(shí)用新型能夠?qū)崿F(xiàn)在極短試驗(yàn)周期內(nèi)完成氣門座圈的高溫疲勞特性評(píng)估，給實(shí)際生產(chǎn)提供可靠依據(jù)。
[0019]3、本實(shí)用新型通過偏心輪與碟形彈簧組實(shí)現(xiàn)沖擊力的加載，電機(jī)轉(zhuǎn)速可調(diào)，能夠達(dá)到甚至超過發(fā)動(dòng)機(jī)工作轉(zhuǎn)速，從而實(shí)現(xiàn)氣門與氣門座圈之間的高頻沖擊動(dòng)作。高頻感應(yīng)加熱器與熱風(fēng)機(jī)模擬氣門在發(fā)動(dòng)機(jī)中運(yùn)動(dòng)時(shí)與氣門座圈的接觸，實(shí)現(xiàn)對(duì)不同工作狀況下氣門與氣門座圈摩擦副的磨損試驗(yàn)，本實(shí)用新型可以方便的控制測(cè)試參數(shù)達(dá)到測(cè)試出不同情況下氣門疲勞和氣門座圈被磨損的情況。
【附圖說明】
[0020]圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)不意圖。
[0021]圖2是圖1中A部的放大圖。
[0022]圖3是圖1中B部的放大圖。
[0023]圖4是本實(shí)用新型的氣門調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)升高后的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0024]下面結(jié)合實(shí)施例及附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)的描述，但本實(shí)用新型的實(shí)施方式不限于此。
[0025]實(shí)施例一:
[0026]—種氣門高溫疲勞試驗(yàn)機(jī)，包括氣門座圈1、氣門2、沖擊加載裝置、氣門夾持裝置以及用于對(duì)氣門端面進(jìn)行加熱的加熱系統(tǒng)，氣門座圈位于氣門的沖擊端頭上方，沖擊加載裝置包括沖擊架3以及設(shè)置在所述沖擊架上的偏心輪4、推桿、碟形彈簧組6、驅(qū)動(dòng)電機(jī)7以及推動(dòng)氣門向氣門座圈沖擊同時(shí)通過氣門的沖擊端頭對(duì)氣門座圈施加壓力的加載桿8，驅(qū)動(dòng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)偏心輪轉(zhuǎn)動(dòng)，推桿下端面與偏心輪相接觸，加載桿設(shè)置于推桿上方，碟形彈簧組安裝在推桿與加載桿之間，氣門夾持裝置與氣門連接，氣門設(shè)置在加載桿上方。
[0027]優(yōu)選的，所述沖擊加載裝置還包括導(dǎo)向機(jī)構(gòu)，導(dǎo)向機(jī)構(gòu)包括支撐桿9、上直線移動(dòng)軸承10、下直線移動(dòng)軸承11以及承載板12，支撐桿一端固定在沖擊架上，另一端與承載板連接，下直線移動(dòng)軸承安裝到承載板上，上直線移動(dòng)軸承安裝到?jīng)_擊架上，推桿穿接在下直線移動(dòng)軸承中，加載桿穿接到上直線移動(dòng)軸承中。
[0028]優(yōu)選的，推桿包括推桿主體5和沖擊調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，沖擊調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)包括調(diào)整桿體13以及調(diào)節(jié)螺桿14，調(diào)節(jié)螺桿通過螺紋連接到調(diào)整桿體上端，調(diào)整桿體底部與偏心輪相接觸，調(diào)節(jié)螺桿頂部連接到推桿主體的底部上。
[0029]優(yōu)選的，還包括滾動(dòng)軸承15以及軸承連接軸39，調(diào)整桿體底部開設(shè)有軸承槽，所述滾動(dòng)軸承通過軸承連接軸安裝到軸承槽中，滾動(dòng)軸承的外圈與偏心輪相接觸。
[0030]優(yōu)選的，氣門夾持裝置包括夾座以及沖擊力調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，所述沖擊力調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)包括固定架16、沖擊調(diào)節(jié)螺桿17以及氣門彈簧18，固定架上開設(shè)有螺紋調(diào)節(jié)孔，所述沖擊調(diào)節(jié)螺桿連接到螺紋調(diào)節(jié)孔中，氣門彈簧一端連接到?jīng)_擊調(diào)節(jié)螺桿底部，另一端連接到夾座上，氣門的氣門桿安裝到夾座上，沖擊調(diào)節(jié)螺桿頂部設(shè)置有手輪19。
[0031]優(yōu)選的，所述夾座包括夾座本體20、頂推螺栓21、頂推彈簧22以及頂推球23，夾座本體上開設(shè)有供氣門的氣門桿插入的桿槽，桿槽的壁面上開設(shè)有通孔，氣門的氣門桿插入桿槽的部分上開設(shè)有供所述頂推球卡入的卡槽，頂推螺栓、頂推彈簧以及頂推球均設(shè)置于通孔中，頂推螺栓連接在通孔的外側(cè)孔口中，頂推球設(shè)置在通孔的內(nèi)側(cè)孔口中，頂推彈簧兩端分別連接到頂推螺栓和頂推球上。
[0032]優(yōu)選的，還包括氣門調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，所述氣門調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)包括行程調(diào)節(jié)架以及用于調(diào)節(jié)所述行程調(diào)節(jié)架上升或下降的行程調(diào)節(jié)手輪24，行程調(diào)節(jié)架包括絲桿25、絲母26、上橫梁27、上軸承28、下軸承29以及調(diào)節(jié)橫板30，所述氣門座圈和氣門夾持裝置設(shè)置在調(diào)節(jié)橫板上，絲桿