一种发动机密封垫脉冲试验台的制作方法

本发明涉及发动机密封垫试验装置领域，具体而言，涉及一种发动机密封垫脉冲试验台。

背景技术：

四冲程发动机的工作过程为进气、压缩、做功和排气四个冲程，在这一循环过程中，进气和压缩是积蓄能量的过程，做功和排气是释放能量的过程。进入燃烧室内的混合气体经压缩后变成高温高压气体，当气体被点燃后会释放出巨大的能量，气体能量产生的推力推动活塞做功，同时其反作用力作用在发动机缸盖上，使缸盖产生微小的变形，而密封缸垫的特殊结构能够迅速补偿掉这一微小变形造成的缸盖与缸体之间的缝隙，使气体不会泄漏，从而保证发动机的正常工作。在这一过程中，由于气体压力的特殊性，反作用力是均匀地作用在发动机缸盖上的。现有的发动机密封垫试验装置并不能很好地模拟出缸盖上所受的力，导致试验效果不佳。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种发动机密封垫脉冲试验台，其能够很好地模拟发动机工作过程中的充气和排气两个冲程，并且采用液压系统，实现了柔性加载的模拟加载方式，能够更好地模拟出发动机缸体所承受的力，提高了试验效果，简化了试验过程。

本发明的实施例是这样实现的：

一种发动机密封垫脉冲试验台，包括主机、液压系统和电气测量控制系统；

主机包括主机框架、脉冲加载系统和压力工作室，脉冲加载系统和压力工作室设置于主机框架上；

脉冲加载系统包括高压分配器和低压分配器，高压分配器和低压分配器分别与液压系统连接，高压分配器和低压分配器分别与压力工作室连通，高压分配器用于对压力工作室充压，低压分配器用于对压力工作室卸压；

液压系统、高压分配器和低压分配器分别与电气测量控制系统电连接。

在本发明较佳的实施例中，上述高压分配器内设置有高压油分配室和第一芯轴，高压油分配室与压力工作室连通，第一芯轴与液压系统连通，第一芯轴选择性地与高压油分配室连通；

低压分配器内设置有低压油分配室和第二芯轴，低压油分配室与压力工作室连通，第二芯轴与液压系统连通，第二芯轴选择性地与低压油分配室连通；

第一芯轴与高压油分配室连通时，第二芯轴与低压油分配室不连通；第二芯轴与低压油分配室连通时，第一芯轴与高压油分配室不连通。

在本发明较佳的实施例中，上述第一芯轴设置有高压油通道和第一油口，第一油口与高压油通道连通，高压油通道与液压系统连通，第一油口选择性地与高压油分配室连通；

第二芯轴设置有低压油通道和第二油口，第二油口与低压油通道连通，低压油通道与液压系统连通，第二油口选择性地与低压油分配室连通。

在本发明较佳的实施例中，上述第一芯轴与高压分配器转动连接，第二芯轴与低压分配器转动连接，第一芯轴与第二芯轴联动。

在本发明较佳的实施例中，上述第一油口和第二油口的相位相差180°。

在本发明较佳的实施例中，上述第一芯轴和第二芯轴分别通过一旋转连通器与液压系统连接。

在本发明较佳的实施例中，上述压力工作室上设置有压力传感器，压力传感器与电气测量控制系统电连接。

在本发明较佳的实施例中，上述压力工作室设置有多个通道，每个通道均安装有压力传感器。

在本发明较佳的实施例中，上述主机框架包括上工作台和下工作台，上工作台和下工作台通过多个立柱连接，脉冲加载系统安装于下工作台，压力工作室安装于上工作台。

在本发明较佳的实施例中，上述下工作台的底部设置有多个隔振垫铁。

本发明实施例提供的发动机密封垫脉冲试验台的有益效果是：本发明实施例提供的发动机密封垫脉冲试验台通过高压分配器和低压分配器分别对压力工作室充压和卸压，能够很好地模拟发动机工作过程中的充气和排气两个冲程，并且采用液压系统，实现了柔性加载的模拟加载方式，能够更好地模拟出发动机缸体所承受的力，使试验效果更好。另外，采用这种试验台，由于液体不可压缩以及工作过程中无需对外做功，因而可以省略掉压缩和做功两个冲程，使试验过程得以简化。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本发明实施例提供的发动机密封垫脉冲试验台的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的发动机密封垫脉冲试验台的主机的主视结构示意图；

图3为本发明实施例提供的发动机密封垫脉冲试验台的主机的侧视结构示意图；

图4为本发明实施例提供的发动机密封垫脉冲试验台的脉冲加载系统在充压过程的结构示意图；

图5为本发明实施例提供的发动机密封垫脉冲试验台的脉冲加载系统在卸压过程的结构示意图；

图6为本发明实施例提供的发动机密封垫脉冲试验台的液压系统的原理图。

图中标记分别为：

发动机密封垫脉冲试验台10；

主机100；主机框架101；上工作台102；下工作台103；立柱104；隔振垫铁105；防护罩106；

脉冲加载系统200；高压分配器210；高压油分配室211；第一芯轴212；高压油通道213；第一油口214；

低压分配器220；低压油分配室221；第二芯轴222；低压油通道223；第二油口224；旋转连通器230；配油块240；伺服电机250；输油管260；

压力工作室300；压力传感器301；

液压系统400；油箱401；进油管路402；卸油管路403；电机泵组404；液位计405；空气滤清器406；液位开关407；热电偶408；第一截止阀409；第二截止阀410；吸油过滤器411；单向阀412；高压过滤器413；压力表开关414；压力表415；水冷却器416；电磁溢流阀417；比例溢流阀418；

电气测量控制系统500；发动机缸体600；发动机缸盖601；发动机壳体602；密封垫603；测变形传感器604。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，或者是本领域技术人员惯常理解的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例

请参阅图1，本实施例提供了一种发动机密封垫脉冲试验台10，应用于发动机的密封垫603的压力及变形测量试验。其中，参见图2，发动机缸体600具有发动机缸盖601和发动机壳体602，待测量的密封垫603设置于发动机缸盖601和发动机壳体602之间。

请参阅图1，这种发动机密封垫脉冲试验台10包括主机100、液压系统400和电气测量控制系统500。

其中，请参阅图2和图3，主机100包括主机框架101、脉冲加载系统200和压力工作室300。脉冲加载系统200和压力工作室300设置于主机框架101上。

主机框架101包括上工作台102和下工作台103。上工作台102和下工作台103通过多个立柱104连接，作为优选，本实施例中立柱104为四个，分别设置于下工作台103的四角。脉冲加载系统200安装于下工作台103。压力工作室300安装于上工作台102。主机框架101应当保证有足够的刚度，避免振动对发动机的缸盖变形量测量产生影响。上工作台102上连接有防护罩106，防护罩106将发动机缸体600罩住，对其起到保护作用。

作为优选，下工作台103的底部设置有多个隔振垫铁105。隔振垫铁105的数量优选为四个，且位于下工作台103底部的四个角。四个隔振垫铁105用于支撑整个主机框架101，用来隔离外部振动，保证试验的效果。

压力工作室300作为母板用来安装发动机缸体600或者缸体替代品。当压力工作室300上安装发动机缸体600后，压力工作室300实际上作为发动机缸体600的一部分进行工作。压力工作室300上设置有压力传感器301，压力传感器301与电气测量控制系统500电连接。作为优选，压力传感器301采用高响应的压力传感器301。另外，发动机缸盖601上设置有测变形传感器604。那么，通过压力传感器301和测变形传感器604可完成发动机的密封垫603的压力及变形测量。

本实施例中，压力工作室300可以设置多个通道。以五个通道为例，五个通道分别对应五缸发动机的五个发动机缸体600。当需要进行四缸发动机试验时，可以用随机携带配件将第五个通道封闭，依次类推，即可进行多品种发动机密封垫603的试验。压力工作室300的每个通道均安装有高响应的压力传感器301，用以测量发动机缸体600内的工作压力。另外，作为优选，压力工作室300配有防护板(图示未示出)，在试验台不工作时，可以用防护板将压力工作室300盖上，防止灰尘等异物污染液压系统400。

请参阅图4和图5，脉冲加载系统200包括高压分配器210和低压分配器220。高压分配器210和低压分配器220分别与液压系统400连接。高压分配器210和低压分配器220分别通过输油管260与压力工作室300连通。高压分配器210用于对压力工作室300充压，低压分配器220用于对压力工作室300卸压。

液压系统400、高压分配器210和低压分配器220分别与电气测量控制系统500电连接。电气测量控制系统500对液压系统400、高压分配器210和低压分配器220进行控制。

具体地，高压分配器210内设置有高压油分配室211和第一芯轴212，高压油分配室211与压力工作室300连通，第一芯轴212与液压系统400连通，第一芯轴212选择性地与高压油分配室211连通。

第一芯轴212设置有高压油通道213和第一油口214。第一油口214与高压油通道213连通，高压油通道213与液压系统400连通。通过第一芯轴212的转动，使得第一油口214选择性地与高压油分配室211连通。

类似地，低压分配器220内设置有低压油分配室221和第二芯轴222，低压油分配室221与压力工作室300连通，第二芯轴222与液压系统400连通，第二芯轴222选择性地与低压油分配室221连通。

第二芯轴222设置有低压油通道223和第二油口224。第二油口224与低压油通道223连通，低压油通道223与液压系统400连通。通过第二芯轴222的转动，使得第二油口224选择性地与低压油分配室221连通。

请参阅图4，第一芯轴212的第一油口214与高压油分配室211连通时，第二芯轴222与低压油分配室221不连通。此时，液压系统400由高压油通道213供油，液压油依次经过第一油口214和高压油分配室211进入压力工作室300，实现对压力工作室300的充压作业。

请参阅图5，第二芯轴222的第二油口224与低压油分配室221连通时，第一芯轴212的第一油口214与高压油分配室211不连通。此时，压力工作室300里的液压油依次通过低压分配室、第二油口224和低压油通道223卸载，实现对压力工作室300的卸压作业。

请结合参阅图2，作为优选，第一芯轴212和第二芯轴222分别与伺服电机250连接。由伺服电机250带动第一芯轴212和第二芯轴222转动。伺服电机250与电气测量控制系统500电连接，由电气测量控制系统500控制伺服电机250工作。第一芯轴212与高压分配器210转动连接，第二芯轴222与低压分配器220转动连接。伺服电机250能够带动第一芯轴212在高压分配器210内转动，能够带动第二芯轴222在低压分配器220内转动。

为了更好地保证高压分配器210和低压分配器220这二者中的其中一个工作同时另一个不工作，本实施例优选第一芯轴212与第二芯轴222联动。第一芯轴212和第二芯轴222通过同步带连接，能够很好地保证同步旋转。

作为优选，第一油口214和第二油口224的相位相差180°。

请参阅图4，当第一芯轴212旋转到高压分配器210的上半部时，第一油口214与高压油分配室211连通，此时，第二芯轴222旋转至低压油分配器的下半部，第二油口224封闭，液压系统400供应高压油，通过高压油分配室211进入到压力工作室300，对压力工作室300进行充压作业。

同理，请参阅图5，当第二芯轴222旋转到低压分配器220的上半部时，第二油口224与低压油分配室221接通，此时，第一芯轴212旋转至高压分配器210的下半部，第一油口214封闭，压力工作室300内的高压油通过低压油分配室221进入至第二芯轴222的低压油通道223，完成压力工作室300的卸压作业。

试验频率是依靠第一芯轴212和第二芯轴222的转速来保证和调节的，第一芯轴212和第二芯轴222每旋转一圈，即可对压力工作室300进行一次充压卸压作业。当第一芯轴212和第二芯轴222的转速达到300rpm时，即可实现工作频率为50Hz的压力脉冲试验。作业的频次可由伺服电机250的转速控制。

另外，由于液压油是通过第一芯轴212的高压油通道213和第二芯轴222的低压油通道223进行输送的，而第一芯轴212和第二芯轴222是处于旋转状态的，为了保证液压油能够可靠的输入或输出，第一芯轴212和第二芯轴222分别通过一旋转连通器230与外部静态的液压系统400连通。旋转连通器230通过一配油块240与液压系统400连通。配油块240安装于下工作台103。

另外，请参阅图6，本实施例优化设计了液压系统400，液压系统400包括油箱401、进油管路402、卸油管路403和电机泵组404。油箱401与高压分配器210通过进油管路402连通，电机泵组404设置于进油管路402上，用来抽取液压油。油箱401与低压分配器220通过卸油管路403连通，实现卸压时液压油的回流。回油直接回到油箱401，以防止系统背压对加载卸载产生影响。

油箱401上设置有液位计405、空气滤清器406、液位开关407以及热电偶408。液位计405用于监测油箱401内液压油的液位。空气滤清器406用于过滤空气。

进油管路402在靠近高压分配器210的位置设置有第一截止阀409，卸油管路403在靠近低压分配器220的位置设置有第二截止阀410。

进油管路402在电机泵组404与油箱401之间设置有吸油过滤器411，吸油过滤器411在吸油时对液压油进行过滤。

进油管路402在电机泵组404和第一截止阀409之间依次设置有单向阀412和高压过滤器413。高压过滤器413优选为5μm的过滤精度，液压油经过高压过滤器413的过滤，保证高压分配器210和低压分配器220安全可靠的进行工作。

进油管路402在单向阀412和高压过滤器413之间的位置与一压力表开关414连接，压力表开关414与压力表415连接。压力表415能够监测进油管路402中液压油的油压。

卸压管路在油箱401和第二截止阀410之间设置有一水冷却器416，能够对卸载的液压油进行冷却。

进油管路402和卸油管路403之间设置有一电磁溢流阀417。电磁溢流阀417的一端与进油管路402连接于单向阀412和高压过滤器413之间的位置，电磁溢流阀417的另一端与卸油管路403连接于第二截止阀410和水冷却器416之间。

进油管路402和卸油管路403之间还设置有一比例溢流阀418。比例溢流阀418的一端与进油管路402连接于高压过滤器413和第一截止阀409之间的位置，比例溢流阀418的另一端与卸油管路403连接于第二截止阀410和水冷却器416之间。那么，液压系统400的压力采用比例控制技术进行控制和调节，操作者可以方便地在计算机操作界面上设定好所需的试验压力，工作开始后电气测量控制系统500通过压力工作室300上压力传感器301的反馈信号即可自动将系统压力调整到所需的工作压力。

综上所述，请参阅图1～图6，本实施例提供的发动机密封垫脉冲试验台10通过高压分配器210和低压分配器220分别对压力工作室300充压和卸压，能够很好地模拟发动机工作过程中的充气和排气两个冲程，并且采用液压系统400，实现了柔性加载的模拟加载方式，能够更好地模拟出发动机缸体600所承受的力，使试验效果更好。另外，采用这种试验台，由于液体不可压缩以及工作过程中无需对外做功，因而可以省略掉压缩和做功两个冲程，使试验过程得以简化。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。