一種發(fā)動(dòng)機(jī)連桿小頭襯套摩擦磨損部件試驗(yàn)裝置制造方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明涉及一種發(fā)動(dòng)機(jī)連桿小頭襯套摩擦磨損部件試驗(yàn)裝置，包括機(jī)體（1）、軸承蓋（2）、曲軸（3）、連桿（4）、氣缸套（5）、試驗(yàn)活塞（6）、活塞銷(xiāo)（7）和小頭襯套（8），其中曲軸（3）在機(jī)體（1）和軸承蓋（2）組成的支承結(jié)構(gòu)中做回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，曲軸（3）與連桿（4）聯(lián)接，連桿（4）通過(guò)活塞銷(xiāo)（7）與試驗(yàn)活塞（6）聯(lián)接，連桿（4）與活塞銷(xiāo)（7）接觸部分安裝有小頭襯套（8），曲軸（3）的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)帶動(dòng)試驗(yàn)活塞（8）在氣缸套（5）中上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)，本裝置還包括支撐桿（9）、彈簧限位盤(pán)（10）、運(yùn)動(dòng)盤(pán)（11）和彈簧組（12）。本發(fā)明與整機(jī)試驗(yàn)相比，可以降低連桿小頭襯套耐久性試驗(yàn)成本。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種發(fā)動(dòng)機(jī)連桿小頭襯套摩擦磨損部件試驗(yàn)裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于發(fā)動(dòng)機(jī)連桿小頭襯套測(cè)試【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種發(fā)動(dòng)機(jī)連桿小頭襯套摩擦磨損部件試驗(yàn)裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著發(fā)動(dòng)機(jī)功率的不斷提升，最高燃燒壓力持續(xù)增加，連桿小頭襯套所承受的軸承載荷不斷增大，小頭襯套更容易發(fā)生磨損，與活塞銷(xiāo)抱死，從而導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)缸內(nèi)故障發(fā)生率增加。由于缺乏部件驗(yàn)證手段，設(shè)計(jì)師只能利用發(fā)動(dòng)機(jī)整機(jī)試驗(yàn)對(duì)比不同方案的連桿小頭襯套結(jié)構(gòu)，試驗(yàn)成本高，且不容易獲得連桿小頭早期失效模式。為了能夠在試驗(yàn)成本較低的條件下快速對(duì)比不同方案連桿小頭襯套的磨損狀態(tài)，分析高爆發(fā)壓力下連桿小頭失效模式，發(fā)明了本裝置。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明就是為了解決現(xiàn)有技術(shù)中連桿小頭襯套的磨損嚴(yán)重，導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)事故頻發(fā)的問(wèn)題，而提供了一種發(fā)動(dòng)機(jī)連桿小頭襯套摩擦磨損部件試驗(yàn)裝置。
[0004]本發(fā)明采用的技術(shù)方案:一種發(fā)動(dòng)機(jī)連桿小頭襯套摩擦磨損部件試驗(yàn)裝置，包括機(jī)體1、軸承蓋2、曲軸3、連桿4、氣缸套5、試驗(yàn)活塞6、活塞銷(xiāo)7和小頭襯套8，其中曲軸3在機(jī)體I和軸承蓋2組成的支承結(jié)構(gòu)中做回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，曲軸3與連桿4聯(lián)接，連桿4通過(guò)活塞銷(xiāo)7與試驗(yàn)活塞6聯(lián)接，連桿4與活塞銷(xiāo)7接觸部分安裝有小頭襯套8，曲軸3的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)帶動(dòng)試驗(yàn)活塞6在氣缸套5中上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)。還包括支撐桿9、彈簧限位盤(pán)10、運(yùn)動(dòng)盤(pán)11和彈簧組12，支撐桿(9)與機(jī)體(I)聯(lián)接，支撐桿(9)上部用螺母聯(lián)接彈簧限位盤(pán)(10)。在機(jī)體(I)和彈簧限位盤(pán)(10)之間安裝運(yùn)動(dòng)盤(pán)(11 )，彈簧限位盤(pán)(10)和運(yùn)動(dòng)盤(pán)(11)之間安裝有彈簧組(12)，運(yùn)動(dòng)盤(pán)(11)下部的圓柱與試驗(yàn)活塞(6)對(duì)接。當(dāng)曲軸在機(jī)體(I)內(nèi)旋轉(zhuǎn)時(shí)，運(yùn)動(dòng)盤(pán)(11)隨試驗(yàn)活塞(6 )上下運(yùn)動(dòng)。在運(yùn)動(dòng)盤(pán)(11)運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，彈簧組(12 )被動(dòng)拉伸和壓縮產(chǎn)生不斷變化的彈簧力，彈簧力通過(guò)試驗(yàn)活塞(6)和活塞銷(xiāo)(7)作用在連桿襯套(8)上。
[0005]進(jìn)一步地，運(yùn)動(dòng)盤(pán)11的盤(pán)緣周邊上設(shè)置有半圓槽，其中支撐桿9位于所述半圓槽內(nèi)，用于防止運(yùn)動(dòng)盤(pán)11轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0006]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，其有益效果是:
(O與整機(jī)試驗(yàn)相比，明顯降低連桿小頭襯套耐久性試驗(yàn)成本；
(2)縮短連桿小頭襯套多方案篩選周期；
(3)在連桿小頭襯套磨損失效早期發(fā)現(xiàn)故障，便于磨損故障分析及制定改進(jìn)方案；
(4)利用彈簧力模擬發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒壓力，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，容易實(shí)現(xiàn)。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0007]圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2為本發(fā)明的立體狀態(tài)示意圖；
圖3為彈簧力與曲軸轉(zhuǎn)角間關(guān)系曲線；
圖4為發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒壓力與曲線轉(zhuǎn)角關(guān)系曲線。
【具體實(shí)施方式】
[0008]如圖1所示，一種發(fā)動(dòng)機(jī)連桿小頭襯套摩擦磨損部件試驗(yàn)裝置，包括機(jī)體1、軸承蓋2、曲軸3、連桿4、氣缸套5、試驗(yàn)活塞6、活塞銷(xiāo)7、小頭襯套8、支撐桿9、彈簧限位盤(pán)10、運(yùn)動(dòng)盤(pán)11和彈簧組12。其中，機(jī)體1、軸承蓋2、曲軸3、連桿4、氣缸套5、試驗(yàn)活塞6、活塞銷(xiāo)7、小頭襯套8為發(fā)動(dòng)機(jī)常見(jiàn)基本結(jié)構(gòu)，曲軸3在機(jī)體等組成的支撐結(jié)構(gòu)中做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，驅(qū)動(dòng)活塞6上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)。其中，試驗(yàn)活塞需要在發(fā)動(dòng)機(jī)常用活塞基礎(chǔ)上進(jìn)行改進(jìn)，去掉頂部的燃燒室，以便使活塞頂部均勻受力，更接近整機(jī)狀態(tài)。
[0009]本發(fā)明在發(fā)動(dòng)機(jī)常見(jiàn)基本結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上進(jìn)行了改進(jìn)，在機(jī)體I頂面安裝6個(gè)支撐桿9，支撐桿9的上方固定彈簧限位盤(pán)10，在機(jī)體I上頂面和彈簧限位盤(pán)10之間安裝運(yùn)動(dòng)盤(pán)11和彈簧組12，其中運(yùn)動(dòng)盤(pán)11下部圓柱與試驗(yàn)活塞6頂面接觸。當(dāng)曲軸旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)試驗(yàn)活塞6上下運(yùn)動(dòng)時(shí)，運(yùn)動(dòng)盤(pán)11與試驗(yàn)活塞6同步運(yùn)動(dòng)。隨著運(yùn)動(dòng)盤(pán)11的上行，彈簧組12被壓縮，在試驗(yàn)活塞6頂面產(chǎn)生向下的作用力，以模擬發(fā)動(dòng)機(jī)工作過(guò)程中的燃燒壓力。彈簧力通過(guò)運(yùn)動(dòng)盤(pán)11和試驗(yàn)活塞6作用在連桿小頭襯套8上，從而對(duì)小頭襯套8進(jìn)行模擬整機(jī)工況的摩擦磨損耐久性評(píng)價(jià)，并可以對(duì)比不同結(jié)構(gòu)小頭襯套的摩擦磨損狀態(tài)。運(yùn)動(dòng)盤(pán)上設(shè)計(jì)了半圓槽，一方面避讓支撐桿9，另一方面限制運(yùn)動(dòng)盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0010]根據(jù)胡克定律，彈簧在壓縮過(guò)程中彈簧力的大小與壓縮量成正比，本試驗(yàn)裝置彈簧壓縮量與活塞向上位移量一致，通過(guò)曲軸-連桿機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)學(xué)動(dòng)力學(xué)計(jì)算可以得到彈簧作用在試驗(yàn)活塞6頂面上壓力的大小與曲軸轉(zhuǎn)角間的關(guān)系如附圖3所示。發(fā)動(dòng)機(jī)工作狀態(tài)下活塞頂面承受的燃燒壓力與曲軸轉(zhuǎn)角間的關(guān)系如附圖4所示。
[0011]對(duì)比附圖3、4可以發(fā)現(xiàn)，彈簧力較真實(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒壓力增加和減小都較為平緩，因此試驗(yàn)裝置中連桿小頭襯套所承受的載荷與真實(shí)載荷有一定差異。但考慮到小頭襯套摩擦磨損狀態(tài)主要與最大載荷有關(guān)，因此，可以通過(guò)調(diào)整彈簧數(shù)量、高度、簧絲直徑等參數(shù)，使附圖3彈簧力最大值與附圖4燃燒壓力曲線最大值相等，使試驗(yàn)裝置能夠有效模擬整機(jī)狀態(tài)。
【權(quán)利要求】
1.一種發(fā)動(dòng)機(jī)連桿小頭襯套摩擦磨損部件試驗(yàn)裝置，其特征是:在通用的發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸連桿機(jī)構(gòu)基礎(chǔ)上進(jìn)行功能擴(kuò)展，包括支撐桿(9)、彈簧限位盤(pán)(10)、運(yùn)動(dòng)盤(pán)(11)和彈簧組(12)。支撐桿(9)與機(jī)體(I)聯(lián)接，支撐桿(9)上部用螺母聯(lián)接彈簧限位盤(pán)(10)。在機(jī)體(I)和彈簧限位盤(pán)(10)之間安裝運(yùn)動(dòng)盤(pán)(11 )，彈簧限位盤(pán)(10)和運(yùn)動(dòng)盤(pán)(11)之間安裝有彈簧組(12 )，運(yùn)動(dòng)盤(pán)(11)下部的圓柱與試驗(yàn)活塞(6 )對(duì)接。當(dāng)曲軸在機(jī)體(I)內(nèi)旋轉(zhuǎn)時(shí)，運(yùn)動(dòng)盤(pán)(11)隨試驗(yàn)活塞(6)上下運(yùn)動(dòng)。在運(yùn)動(dòng)盤(pán)(11)運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，彈簧組(12)被動(dòng)拉伸和壓縮產(chǎn)生不斷變化的彈簧力，彈簧力通過(guò)試驗(yàn)活塞(6)和活塞銷(xiāo)(7)作用在連桿襯套(8)上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種發(fā)動(dòng)機(jī)連桿小頭襯套摩擦磨損部件試驗(yàn)裝置，其特征是:運(yùn)動(dòng)盤(pán)(11)的盤(pán)緣周邊上設(shè)置有半圓槽，其中支撐桿(9)位于所述半圓槽內(nèi)，用于防止運(yùn)動(dòng)盤(pán)(11)轉(zhuǎn)動(dòng)。
【文檔編號(hào)】G01M13/00GK103994880SQ201410157510
【公開(kāi)日】2014年8月20日 申請(qǐng)日期:2014年4月18日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月18日
【發(fā)明者】姚亮宇, 王延榮, 張小良, 熊畢偉, 衛(wèi)軍朝, 楊震寰, 郭昌明, 廖日東, 劉江偉 申請(qǐng)人:中國(guó)北方發(fā)動(dòng)機(jī)研究所(天津)