本發(fā)明屬于發(fā)動機(jī)檢測技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種氣缸蓋熱疲勞試驗(yàn)裝置。

背景技術(shù)：

氣缸蓋在實(shí)際工作中受力狀態(tài)復(fù)雜，不僅承受螺栓預(yù)緊力的強(qiáng)約束作用，而且承受高溫高壓燃?xì)鉀_擊，容易造成氣缸蓋熱疲勞損傷。因此，在氣缸蓋研制過程中，必須準(zhǔn)確評估氣缸蓋的受熱狀態(tài)和考核氣缸蓋的熱疲勞可靠性。

現(xiàn)有的氣缸蓋熱疲勞試驗(yàn)臺在考核氣缸蓋的受熱狀態(tài)時(shí)，通常忽略螺栓預(yù)緊力的作用，僅以循環(huán)外加熱源使氣缸蓋內(nèi)部產(chǎn)生熱應(yīng)力，從而使氣缸蓋產(chǎn)生熱疲勞損傷。此過程僅能反映氣缸蓋的受熱狀況，但改變了氣缸蓋的真實(shí)受力狀態(tài)，不能全面的反映氣缸蓋的實(shí)際受力情況和熱破壞機(jī)理。同時(shí)，現(xiàn)有的氣缸蓋熱疲勞試驗(yàn)臺在對氣缸蓋進(jìn)行加熱時(shí)，大多僅能實(shí)現(xiàn)溫度的模擬，卻無法保證溫度梯度的模擬，而溫度梯度是影響熱應(yīng)力的直接因素，因此，影響疲勞考核結(jié)果的準(zhǔn)確性。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

有鑒于此，本發(fā)明旨在提出一種氣缸蓋熱疲勞試驗(yàn)裝置，以減小被試氣缸蓋承載情況與實(shí)機(jī)狀態(tài)的差異，更真實(shí)的模擬氣缸蓋的工作狀態(tài)。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的：

一種氣缸蓋熱疲勞試驗(yàn)裝置，包括支撐架、非標(biāo)機(jī)體、被試氣缸蓋，所述支撐架中間安裝非標(biāo)機(jī)體，所述非標(biāo)機(jī)體中間設(shè)有燃燒孔，兩側(cè)設(shè)有兩路冷卻水道，兩路所述冷卻水道一端連通且在連通處設(shè)有總進(jìn)水口，兩路所述冷卻水道上均設(shè)有非標(biāo)機(jī)體出水孔，所述總進(jìn)水口上安裝有進(jìn)水法蘭，所述燃燒孔和冷卻水道之間設(shè)有多個(gè)氣缸蓋螺栓孔，所述非標(biāo)機(jī)體上表面安裝被試氣缸蓋。

進(jìn)一步的，所述支撐架包括空心型鋼，所述空心型鋼通過角鋼連接在一起。

進(jìn)一步的，所述空心型鋼和角鋼之間用螺栓和螺母連接。

進(jìn)一步的，所述支撐架上設(shè)有多個(gè)螺栓安裝孔。

進(jìn)一步的，所述非標(biāo)機(jī)體周圍邊緣處設(shè)有多個(gè)試驗(yàn)臺架固定孔和工藝孔。

進(jìn)一步的，所述工藝孔上安裝有螺堵。

進(jìn)一步的，所述被試氣缸蓋上安裝有支撐塊。

進(jìn)一步的，所述被試氣缸蓋側(cè)面安裝有廢氣導(dǎo)流管。

進(jìn)一步的，所述被試氣缸蓋通過氣缸蓋螺栓安裝在非標(biāo)機(jī)體上。

相對于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明所述的氣缸蓋熱疲勞試驗(yàn)裝置具有以下優(yōu)勢：

(1)本發(fā)明所述的氣缸蓋熱疲勞試驗(yàn)裝置對被試氣缸蓋進(jìn)行熱疲勞考核的過程中，能夠同時(shí)考慮預(yù)緊力的作用，確保被試氣缸蓋的預(yù)緊狀態(tài)與實(shí)機(jī)一致，更為準(zhǔn)確、真實(shí)的體現(xiàn)被試氣缸蓋的受力狀態(tài)。

(2)本發(fā)明所述的氣缸蓋熱疲勞試驗(yàn)裝置設(shè)計(jì)有包含內(nèi)部冷卻水路的非標(biāo)機(jī)體，通過對整機(jī)實(shí)際的冷卻水流場分析，可獲得被試氣缸蓋在實(shí)際工作中的冷卻流場分布，進(jìn)而設(shè)計(jì)非標(biāo)機(jī)體的冷卻水路，以確保考核過程中被試氣缸蓋的進(jìn)出水方式和冷卻水流場分布盡可能接近實(shí)際狀態(tài)，模擬整機(jī)冷卻過程，從而保證被試氣缸蓋在考核時(shí)與整機(jī)狀態(tài)一致的溫度梯度。

(3)本發(fā)明所述的支撐架采用組合框架結(jié)構(gòu)，可以適用于不同缸徑的氣缸蓋熱疲勞試驗(yàn)，具有良好的互換性和通用性，且易拆裝，支撐架組成零件全部為國標(biāo)零件，可根據(jù)需求選用；該氣缸蓋熱疲勞試驗(yàn)裝置最多可同時(shí)為三個(gè)氣缸蓋進(jìn)行熱疲勞試驗(yàn)。

附圖說明

構(gòu)成本發(fā)明的一部分的附圖用來提供對本發(fā)明的進(jìn)一步理解，本發(fā)明的示意性實(shí)施例及其說明用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對本發(fā)明的不當(dāng)限定。在附圖中：

圖1為本發(fā)明實(shí)施例所述的氣缸蓋熱疲勞試驗(yàn)裝置的總體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明實(shí)施例所述的支撐架結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本發(fā)明實(shí)施例所述的非標(biāo)機(jī)體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為本發(fā)明實(shí)施例所述的氣缸蓋熱疲勞試驗(yàn)裝置工作狀態(tài)圖。

附圖標(biāo)記說明：

1-支撐架；11-空心型鋼；12-角鋼；13-螺栓；14-螺母；2-非標(biāo)機(jī)體；21-總進(jìn)水口；22-冷卻水道；23-氣缸蓋螺栓孔；24-非標(biāo)機(jī)體出水孔；25-工藝孔；26-燃燒孔；27-試驗(yàn)臺架固定孔；3-廢氣導(dǎo)流管；4-支撐塊；5-被試氣缸蓋；6-氣缸蓋螺栓；7-進(jìn)水法蘭。

具體實(shí)施方式

需要說明的是，在不沖突的情況下，本發(fā)明中的實(shí)施例及實(shí)施例中的特征可以相互組合。

下面將參考附圖并結(jié)合實(shí)施例來詳細(xì)說明本發(fā)明。

如圖1至圖3所示，一種氣缸蓋熱疲勞試驗(yàn)裝置，包括支撐架1、非標(biāo)機(jī)體2、被試氣缸蓋5，所述支撐架1中間安裝非標(biāo)機(jī)體2，所述非標(biāo)機(jī)體2中間設(shè)有燃燒孔26，兩側(cè)設(shè)有兩路冷卻水道22，兩路所述冷卻水道22一端連通且在連通處設(shè)有總進(jìn)水口21，兩路所述冷卻水道22上均設(shè)有非標(biāo)機(jī)體出水孔24，目的是為被試氣缸蓋提供冷卻水，所述總進(jìn)水口21上安裝有進(jìn)水法蘭7，所述燃燒孔26和冷卻水道22之間設(shè)有多個(gè)氣缸蓋螺栓孔23，所述非標(biāo)機(jī)體2接口設(shè)計(jì)需依據(jù)被試氣缸蓋5的結(jié)構(gòu)，冷卻水道22設(shè)計(jì)需考慮冷卻流場分布，所述氣缸蓋螺栓孔23和非標(biāo)機(jī)體出水孔24的位置依據(jù)被試氣缸蓋5確定，所述總進(jìn)水口21、冷卻水道22和非標(biāo)機(jī)體出水孔24的孔徑依據(jù)冷卻流場分析確定，所述燃燒孔26的孔徑可參照原機(jī)缸徑設(shè)計(jì)，所述非標(biāo)機(jī)體2上表面安裝被試氣缸蓋5。

如圖2所示，所述支撐架1包括空心型鋼11，所述空心型鋼11通過角鋼12連接在一起，所述支撐架1所用的所有零件全部為國標(biāo)件，可根據(jù)需求選用。

所述空心型鋼11和角鋼12之間用螺栓13和螺母14連接。

所述支撐架上設(shè)有多個(gè)螺栓安裝孔，用于通過螺栓13固定試驗(yàn)裝置于試驗(yàn)臺架上。

所述非標(biāo)機(jī)體2周圍邊緣處設(shè)有多個(gè)試驗(yàn)臺架固定孔27和工藝孔25。

所述工藝孔25上安裝有螺堵，確保密封。

所述被試氣缸蓋5上安裝有支撐塊4，通過仿真分析和調(diào)整支撐塊4的材料和尺寸參數(shù)，來調(diào)整試驗(yàn)系統(tǒng)的剛度分配，確保被試氣缸蓋5在考核過程中承受的預(yù)緊力分配與整機(jī)狀態(tài)一致。

所述被試氣缸蓋5側(cè)面安裝有廢氣導(dǎo)流管3。

所述被試氣缸蓋5通過氣缸蓋螺栓6安裝在非標(biāo)機(jī)體2上。

本實(shí)施例的工作過程如下：

所述氣缸蓋熱疲勞試驗(yàn)裝置工作過程如圖4所示，其中虛線箭頭代表火焰，將所述氣缸蓋熱疲勞試驗(yàn)裝置兩端通過螺栓13固定在試驗(yàn)臺架上，由底部火焰經(jīng)由燃燒孔26對氣缸蓋燃燒面加熱，冷卻水由試驗(yàn)臺架提供，經(jīng)過進(jìn)水法蘭7，由非標(biāo)機(jī)體2上的總進(jìn)水口21進(jìn)入，分為兩路，經(jīng)由冷卻水道22和非標(biāo)機(jī)體出水孔24，流入被試氣缸蓋5，實(shí)現(xiàn)對被試氣缸蓋5的冷卻功能。試驗(yàn)過程中冷卻水流速及流量皆可由用戶通過改變進(jìn)水法蘭7直徑來自行調(diào)節(jié)。試驗(yàn)過程中，每隔一段時(shí)間(如100個(gè)工作循環(huán))暫停試驗(yàn)，觀測被試氣缸蓋5熱疲勞損傷狀況，直至被試氣缸蓋5出現(xiàn)失效或滿足試驗(yàn)循環(huán)次數(shù)。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。

技術(shù)特征：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提供了一種氣缸蓋熱疲勞試驗(yàn)裝置，包括支撐架、非標(biāo)機(jī)體、被試氣缸蓋，所述支撐架中間安裝非標(biāo)機(jī)體，所述非標(biāo)機(jī)體中間設(shè)有燃燒孔，兩側(cè)設(shè)有兩路冷卻水道，兩路所述冷卻水道一端連通且在連通處設(shè)有總進(jìn)水口，兩路所述冷卻水道上均設(shè)有非標(biāo)機(jī)體出水孔，所述總進(jìn)水口上安裝有進(jìn)水法蘭，所述燃燒孔和冷卻水道之間設(shè)有多個(gè)氣缸蓋螺栓孔，所述非標(biāo)機(jī)體上表面安裝被試氣缸蓋。本發(fā)明所述的氣缸蓋熱疲勞試驗(yàn)裝置對被試氣缸蓋進(jìn)行熱疲勞考核的過程中，能夠同時(shí)考慮預(yù)緊力的作用，確保被試氣缸蓋的預(yù)緊狀態(tài)與實(shí)機(jī)一致，更為準(zhǔn)確、真實(shí)的體現(xiàn)被試氣缸蓋的受力狀態(tài)。

技術(shù)研發(fā)人員：李鵬;景國璽;王根全;文洋;馬寧;許春光;王小慧;衛(wèi)軍朝
受保護(hù)的技術(shù)使用者：中國北方發(fā)動機(jī)研究所（天津）
技術(shù)研發(fā)日：2017.05.04
技術(shù)公布日：2017.08.25