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原文传递具有多工作模式的气门-座圈摩擦磨损试验装置及方法

专利名称：	具有多工作模式的气门-座圈摩擦磨损试验装置及方法
摘要：	本发明公开了一种具有多工作模式的气门‑座圈摩擦磨损试验装置及方法，该装置包括升降板、主缸体、冷却水套、气门、座圈、顶柱、燃气供给组件、电磁铁组、气门旋转机构、升降驱动机构和瞬时冲击机构；主缸体安装在升降板上，冷却水套、气门和座圈安装在主缸体上，燃气供给组件和电磁铁组分别与主缸体连接，电磁铁组用于带动气门上下运动，气门旋转机构与电磁铁组连接，用于带动气门旋转，升降板和升降驱动机构设置在上基板和下基板之间，升降驱动机构用于驱动升降板升降，顶柱和瞬时冲击机构安装在底板上，瞬时冲击机构用于驱动顶柱，底板位于下基板的下方。本发明可以满足多种工况下的气门‑座圈摩擦副的摩擦磨损情况，从而有利于进行对比试验。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	广东;44
申请人：	华南理工大学
发明人：	屈盛官;李东澳;李建华;钟浩;管铭;李小强
专利状态：	有效
申请日期：	2023-07-28T00:00:00+0800
发布日期：	2023-11-03T00:00:00+0800
申请号：	CN202310940610.9
公开号：	CN116990177A
代理机构：	广州市华学知识产权代理有限公司
代理人：	李君
分类号：	G01N3/56;G01N3/317;G01N3/02;G;G01;G01N;G01N3;G01N3/56;G01N3/317;G01N3/02
申请人地址：	510640 广东省广州市天河区五山路381号
主权项：	1.一种具有多工作模式的气门-座圈摩擦磨损试验装置，其特征在于，包括升降板、主缸体、冷却水套、气门、座圈、顶柱、燃气供给组件、电磁铁组、气门旋转机构、升降驱动机构和瞬时冲击机构；所述主缸体安装在升降板上，所述冷却水套、气门和座圈安装在主缸体上，所述燃气供给组件和电磁铁组分别与主缸体连接，电磁铁组用于带动气门上下运动，所述气门旋转机构与电磁铁组连接，用于带动气门旋转，所述升降板和升降驱动机构设置在上基板和下基板之间，升降驱动机构用于驱动升降板升降，所述顶柱和瞬时冲击机构安装在底板上，瞬时冲击机构用于驱动顶柱，所述底板位于下基板的下方。 2.根据权利要求1所述的气门-座圈摩擦磨损试验装置，其特征在于，所述气门旋转机构包括第一电机、滑动导套、转轴、气门锁夹和滚动轴承，气门锁夹经气门锁夹端盖固定在电磁铁组的衔铁内，以将气门导杆固定，气门锁夹与滚动轴承过盈配合，所述滑动导套与转轴的端部为花键连接，从而使第一电机旋转时，通过转轴带动气门旋转。 3.根据权利要求1所述的气门-座圈摩擦磨损试验装置，其特征在于，所述电磁铁组包括上极板、下极板、衔铁、第一气门复位弹簧和第二气门复位弹簧，所述上极板、下极板和衔铁分别与主缸体连接，所述气门导杆固定在衔铁上，通过上极板、下极板不同的电流大小和通电时间控制气门的升程以及开启闭合时间；所述第一气门复位弹簧设置在上极板与衔铁之间，第二气门复位弹簧设置在下极板与衔铁之间。 4.根据权利要求3所述的气门-座圈摩擦磨损试验装置，其特征在于，所述衔铁上安装有位移传感器。 5.根据权利要求1所述的气门-座圈摩擦磨损试验装置，其特征在于，所述升降驱动机构包括第二电机、滚珠丝杠、带轮、棘轮和棘爪，所述滚珠丝杠连接在上基板与下基板之间，所述升降板与滚珠丝杠活动连接，所述带轮与滚珠丝杠的端部连接，所述第二电机通过带轮驱动滚珠丝杠旋转，带动升降板升降，所述棘轮和棘爪设置在滚珠丝杠的端部。 6.根据权利要求1所述的气门-座圈摩擦磨损试验装置，其特征在于，所述燃气供给组件包括燃气燃烧室、点火开关、燃气供给箱、燃烧废气回收箱、燃气控制阀门和可伸缩密封罩，所述燃气燃烧室与主缸体连接，所述点火开关安装在燃气燃烧室内，所述燃气供给箱通过燃气输入管与燃气燃烧室连接，所述燃烧废气回收箱通过燃气废气回收管路与燃气燃烧室连接，所述燃气控制阀门设置在燃气输入管上，所述可伸缩密封罩安装在主缸体上，并将燃气燃烧室密封。 7.根据权利要求6所述的气门-座圈摩擦磨损试验装置，其特征在于，所述燃气燃烧室内还设置有电磁感应加热线圈，所述座圈通过座圈夹具固定在主缸体上，所述座圈夹具上和燃气燃烧室内安装有温度传感器。 8.根据权利要求1所述的气门-座圈摩擦磨损试验装置，其特征在于，所述瞬时冲击机构包括主电机、小带轮、大带轮、第一传动带、转轮、曲轴、连杆和弹簧限位销，所述主电机与小带轮连接，所述小带轮通过第一传动带与大带轮连接，所述大带轮通过曲轴和连杆与转轮连接，所述弹簧限位销用于使转轮限位，从而使转轮和大带轮位置固定。 9.根据权利要求1-8任一项所述的气门-座圈摩擦磨损试验装置，其特征在于，所述气门上安装有速度及加速度传感器，所述顶柱上安装有力传感器。 10.一种气门-座圈摩擦磨损试验方法，基于权利要求1-9任一项所述的气门-座圈摩擦磨损试验装置实现，其特征在于，所述方法包括：在燃气供给组件中，开启燃气控制阀门，使燃气通入燃气燃烧室内，同时开启燃气燃烧室内的点火开关，使气门、座圈部分的温度上升；在气门和座圈均达到预设温度之后，在瞬时冲击机构中，控制主电机旋转，使曲轴转动到下止点位置，从而保证此时顶柱处于最高位置，控制弹簧限位销弹出，使转轮和大带轮位置固定；在升降驱动机构中，控制第二电机旋转，使滚珠丝杠转动，使升降板下降，随着升降板下降，气门座圈表面产生接触，表面压力逐渐增大；当压力值达到设定值，第二电机停止运转，同时棘爪自动弹出，卡住棘轮，使滚珠丝杠轴无法旋转，从而保证试验中瞬时冲击力的最大值始终为预设值；接通电磁铁组电源，使上极板和下极板的线圈通电，产生磁场，按照试验规定的配气相位和气门升程调整上下极板的通电时间，从而使衔铁带动气门上下运动，调整主电机旋转的频率，保证电磁铁控制气门开启、关闭与冲击能够交替进行；在升降驱动机构中，开启第二电机，使气门旋转，使弹簧限位销恢复位置，此时转轮和大带轮能够自由转动，开启主电机，按照预设试验条件开展冲击试验。
所属类别：	发明专利